Ultralydssensorer

Ultralyd, en person opfatter ikke lyd med en frekvens over 16 kHz, dog er hastigheden af ​​dens udbredelse i luften kendt og er 344 m/s. Med data om lydens hastighed og dens udbredelsestid er det muligt at beregne den nøjagtige afstand, som ultralydsbølgen har tilbagelagt. Dette princip er grundlaget for driften af ​​ultralydssensorer.

Ultralydssensorer er meget udbredt i forskellige produktionsområder og er på en eller anden måde et universelt værktøj til at løse mange problemer i automatiseringen af ​​teknologiske processer. Sådanne sensorer bruges til at bestemme afstanden og placeringen af ​​forskellige objekter.

Bestemmelse af niveauet af en væske (for eksempel brændstofforbrug under transport), detektering af etiketter, herunder gennemsigtige, overvågning af et objekts bevægelse, måling af afstand - dette er blot nogle af de mulige anvendelser af ultralydssensorer.

Som regel er der mange kilder til forurening i produktionen, hvilket kan blive et problem for mange mekanismer, men ultralydssensoren er på grund af dens egenskaber absolut ikke bange for forurening, da sensorhuset, hvis det er nødvendigt, kan pålideligt beskyttes mod mulige mekaniske påvirkninger.

Ultralydssensoren indeholder i sit design en piezoelektrisk transducer, som både er en sender og en modtager. Den piezoelektriske transducer udsender en række lydimpulser, modtager derefter ekkoet og konverterer signalet til en spænding, der føres til controlleren. Læs mere om brugen af ​​teknologi her. piezoelektrisk effekt.

Ultralydsfrekvensen varierer fra 65 kHz til 400 kHz, afhængigt af transducertypen, og pulsgentagelseshastigheden er mellem 14 Hz og 140 Hz. Regulatoren behandler dataene og beregner afstanden til objektet.

Det aktive område for ultralydssensoren er arbejdsdetektionsområdet. Detektionsområde Dette er den afstand, inden for hvilken ultralydstransduceren kan detektere et objekt, uanset om objektet nærmer sig føleelementet i en aksial retning eller bevæger sig gennem lydkeglen.

Der er tre hovedfunktioner for ultralydssensorer: modsat tilstand, diffusionstilstand og reflekstilstand.

Til den modsatte tilstand karakteriseret ved to separate enheder, en sender og en modtager, som er monteret overfor hinanden. Hvis ultralydsstrålen afbrydes af et objekt, aktiveres udgangen. Denne tilstand er velegnet til barske miljøer, hvor immunitet over for interferens er vigtig. Ultralydsstrålen rejser signalafstanden kun én gang.Denne løsning er dyr, fordi den kræver installation af to enheder - en sender og en modtager.

Diffusionstilstand leveret af sender og modtager i samme hus. Omkostningerne ved en sådan installation er meget lavere, men responstiden er længere end i den modsatte tilstand.

Detektionsområdet afhænger her af indfaldsvinklen på objektet og af egenskaberne af objektets overflade, da strålen skal reflekteres fra selve det detekterede objekts overflade.

Ved reflekstilstand er sender og modtager også i samme hus, men ultralydsstrålen reflekteres nu af reflektoren Objekter inden for detektionsområdet detekteres både ved at måle ændringer i den tilbagelagte afstand af ultralydsstrålen og ved at estimere absorptionen eller tabet af refleksion i det reflekterede signal. Lydabsorberende genstande, såvel som genstande med kantede overflader, kan let registreres med denne sensortilstand. En vigtig betingelse er, at referencereflektorens position ikke ændres.

En anden mulighed for at bruge infralyd i industrien er ultralydssvejsning.