Visninger: 87 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 14-04-2020 Oprindelse: websted
En ultralydsafstandssensor er en berøringsfri sensor, der måler afstanden mellem sensoren og et mål ved at transmittere ultralydslydimpulser og måle, hvor lang tid det reflekterede ekko tager at vende tilbage.
Ultralydsbølger har frekvenser over det normale menneskelige høreområde på cirka 20 kHz. Luftkoblede afstandssensorer fungerer normalt omkring 40 kHz, selvom andre frekvenser bruges i henhold til det nødvendige måleområde, opløsning, transducerstørrelse, strålemønster og miljøforhold.
I modsætning til optiske afstandssensorer afhænger en ultralydssensor ikke primært af målets farve eller reflektivitet i synligt lys. Den kan derfor detektere mange gennemsigtige, gennemskinnelige, mørke eller blanke genstande, forudsat at målet returnerer et tilstrækkeligt stærkt akustisk ekko mod modtageren.
Hurtigt svar: En ultralydsafstandssensor sender en højfrekvent lydimpuls mod et mål, modtager det reflekterede ekko og beregner afstanden fra rejsetiden tur-retur. Grundformlen er Distance = Lydens hastighed × Ekkotid ÷ 2.
Ultralydsafstandsteknologi er meget udbredt i robotforhindringsdetektion, bilparkeringsassistance, væskeniveaumåling, automatiske døre, industriel automation, sikkerhedssystemer, materialehåndtering og objekttilstedeværelsesdetektering.
Manorshi forsyninger ultralydssensorer og transducere til afstandsmåling, objektdetektering, parkeringssystemer, niveauføling og tilpassede elektroniske applikationer.
De fleste ultralydsafstandssensorer bruger time-of-flight-princippet , også kaldet ekko-transittidsmetoden. Systemet måler tiden mellem udsendelse af en ultralydsimpuls og modtagelse af dens reflekterede ekko.
Styrekredsløbet genererer et kort elektrisk udbrud ved eller nær ultralydstransducerens nominelle frekvens.
Den transmitterende transducer konverterer det elektriske signal til mekanisk ultralydsvibration.
Ultralydsimpulsen bevæger sig gennem luften mod målet.
En del af lydenergien reflekteres fra måloverfladen.
Modtageren konverterer det returnerede akustiske ekko til et lille elektrisk signal.
Signalbehandlingskredsløbet forstærker, filtrerer og registrerer ekkoet.
En mikrocontroller eller tidskredsløb måler rejsetiden rundt og konverterer den til afstand.
Afstand = (Ekkotid × Lydhastighed) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d er envejsafstanden mellem sensoren og målet.
t er den målte rundturstid fra transmission til ekkomodtagelse.
c er lydens hastighed i målemediet.
Resultatet divideres med to, fordi lyden går fra sensoren til målet og derefter tilbage til sensoren.
Ved cirka 20°C er lydens hastighed i tør luft cirka 343 m/s. Hvis den målte ekkotid er 5,83 millisekunder, er den beregnede afstand:
Afstand = 0,00583 sekunder × 343 m/s ÷ 2
Afstand ≈ 1 meter
Dette eksempel forudsætter en stabil lufttemperatur og et klart detekterbart ekko. Reelle systemer kan også anvende temperaturkompensation, signalfiltrering, tærskeldetektering, kalibrering og multi-sample gennemsnit.
Kernen i mange ultralydsafstandstransducere er et piezoelektrisk keramisk element fastgjort til en metalmembran eller resonansplade. Enheden kan også omfatte en resonator, akustisk hus, terminaler, dæmpningsmateriale, beskyttelsesnet og miljøtætningskomponenter.
Når en elektrisk vekselspænding påføres det piezoelektriske keramik, udvider materialet sig og trækker sig sammen. Denne mekaniske deformation får membranen til at vibrere og udstråle ultralydsbølger i luften.
Den omvendte piezoelektriske proces sker under modtagelse. Tilbagevendende ultralydstrykbølger vibrerer membranen og det piezoelektriske element og genererer et lille elektrisk signal, der kan forstærkes og behandles af det modtagende kredsløb.
En tragtformet eller hornformet resonator kan forbedre overførslen af akustisk energi mellem det piezoelektriske element og den omgivende luft. Dens geometri påvirker også følsomhed, resonansfrekvens og strålemønster.
Vigtig skelnen: Luftkoblet ultralydsmåling måler normalt ekkoer reflekteret fra en måloverflade. Det må ikke forveksles med medicinsk billedbehandling eller ultralyds ikke-destruktive testsystemer designet til at transmittere lyd gennem væsker eller faste materialer.
Et ultralydsafstandssystem kan bruge en separat sender og modtager eller en enkelt transceiver, der veksler mellem at sende og modtage.
| Konfiguration | Arbejdsmetode | Typiske fordele | Designovervejelser |
|---|---|---|---|
| Separat sender og modtager | En transducer sender kontinuerligt eller intermitterende, mens den anden transducer modtager ekkoer. | Separate sende- og modtagestier, fleksibelt kredsløbsdesign og ingen grund til at skifte et element mellem tilstande. | Sensorafstand, justering, akustisk kobling og direkte transmitter-til-modtager krydstale skal kontrolleres. |
| Enkelt ultralydstransceiver | Et element sender pulsen og skifter derefter til modtagetilstand. | Kompakt mekanisk design og lettere justering mellem sende- og modtageakserne. | Systemet skal vente på, at mekanisk ringning forfalder, før det registrerer ekkoer på nært hold. |
| Gennemgående bjælkepar | Sender og modtager vender mod hinanden, og systemet registrerer, når en genstand afbryder lydbanen. | Hurtig respons og pålidelig detektering af gennemsigtige film, flasker og hurtigt bevægelige genstande. | Denne konfiguration registrerer primært tilstedeværelse i stedet for at beregne reflekterende målafstand. |
Følgende tabel bevarer eksemplet med 40 kHz ultralydssender- og modtagerparametre fra den originale side. Disse værdier bør ikke behandles som universelle specifikationer for hver ultralydssensor. Bekræft altid det endelige varenummer, testbetingelser og produktdatablad før design af drevkredsløbet eller godkendelse af en produktionskomponent.
| Specifikation | Eksempel Værdi |
|---|---|
| Center frekvens | 40 ± 1,0 kHz |
| Sender lydtrykniveau | 100 dB minimum |
| Modtagelse af følsomhed | -72 dB minimum |
| Ekko følsomhed | ≥230 mV |
| Ringetid | 1,2 ms maksimum |
| Kapacitans ved 1 kHz | 2400 pF ±20 % |
| Maksimal kontinuerlig kørespænding | 20 Vrms |
| Total strålevinkel | 47° typisk ved −6 dB |
| Forfaldstid | ≤1,2 ms |
| Driftstemperatur | −30°C til +80°C |
| Opbevaringstemperatur | −30°C til +80°C |
Ultralydstransducers struktur og dimensioner
40 kHz ultralyds sender og modtager par
Ultralydsafstandsydelse afhænger af transduceren, drevkredsløbet, modtagekredsløbet, signalbehandlingsalgoritmen, mål- og installationsmiljøet. Følgende parametre bør evalueres sammen i stedet for uafhængigt.
Centerfrekvens er den frekvens, ved hvilken transduceren er designet til at fungere effektivt. For en nominel 40 kHz ultralydstransducer genererer sendekredsløbet normalt et burst tæt på 40 kHz, mens modtageren filtreres omkring et lignende frekvensområde.
Kørsel for langt væk fra resonansområdet kan reducere transmitteret akustisk energi og modtagefølsomhed. Komponenttolerance, temperatur, montering og husdesign kan også ændre den effektive respons.
Transmitterende lydtrykniveau angiver styrken af ultralydsoutputtet under specificerede testbetingelser. En højere værdi kan understøtte stærkere ekkoer eller længere føleafstande, men resultatet afhænger af drivspænding, frekvens, bølgeform, måleafstand og testopstilling.
Lydtrykværdier bør kun sammenlignes, når databladene anvender tilsvarende måleforhold.
Modtagelsesfølsomhed beskriver, hvor effektivt modtageren konverterer indgående ultralydstryk til et elektrisk signal. Højere følsomhed kan forbedre detektering af svagt ekko, men hele systemet afhænger også af forstærkerstøj, filterbåndbredde, forstærkning, tærskelindstillinger og elektromagnetisk interferens.
Ekkofølsomhed repræsenterer det modtagne signal produceret under et defineret mål- og testarrangement. Et nyttigt afstandssystem skal skelne det virkelige ekko fra elektrisk støj, mekanisk vibration, direkte akustisk kobling og sekundære refleksioner.
Automatisk forstærkningskontrol, båndpasfiltrering, envelope-detektion, korrelationsbehandling og adaptive tærskler kan bruges til at forbedre ekko-genkendelsen.
Efter at den transmitterende burst slutter, fortsætter transduceren og den mekaniske struktur med at vibrere kortvarigt. Denne resterende vibration kaldes ringning eller ring-down.
I løbet af denne genopretningsperiode kan et tæt målekko være skjult af det meget stærkere resterende sendesignal. Den tilsvarende mindste målbare afstand kaldes blind zone , død zone eller minimum sensing distance.
Kortere ringetid understøtter generelt kortere minimumsdetektionsafstande, selvom den endelige blinde zone også afhænger af kredsløbsgendannelse, transmitterspænding, dæmpning, tærskelindstillinger og signalbehandlingsmetoder.
En ultralydstransducer producerer ikke en uendelig smal lige stråle. Den udstråler akustisk energi gennem en tredimensionel lydkegle, der indeholder en hovedlap og mindre sidelapper.
En bredere stråle kan detektere genstande på tværs af et større område, men kan også modtage uønskede refleksioner fra nærliggende vægge, beslag, rør eller indkapslingsoverflader. En smallere stråle giver bedre retningsbestemt selektivitet, men kræver mere nøjagtig sensorjustering.
En piezoelektrisk ultralydstransducer opfører sig stort set som en kapacitiv elektrisk belastning. Dens kapacitans påvirker driverstrøm, impedanstilpasning, koblingstab og resonanskredsløbsdesign.
Den påførte spænding skal forblive inden for transducerens nominelle kontinuerlige og pulsdrevne grænser. For høj drevspænding kan forårsage overophedning, depolarisering, mekanisk skade eller forkortet levetid.
Temperaturen påvirker lydens hastighed, piezoelektriske egenskaber, resonans, følsomhed, klæbende materialer og elektroniske komponenter. Bekræft både driftstemperaturområdet og opbevaringstemperaturområdet for den aktuelle sensormodel.
Temperatur er en af de vigtigste miljøvariabler, fordi den ændrer lydens hastighed. En almindeligt anvendt tilnærmelse for tør luft nær normale atmosfæriske forhold er:
Lydens hastighed ≈ 331,3 + (0,606 × temperatur i °C) m/s
Et system, der altid antager 343 m/s, kan udvikle en målbar afstandsfejl, når den faktiske temperatur ændrer sig. For applikationer, der kræver stabil absolut nøjagtighed, skal du placere en temperatursensor nær den akustiske vej og opdatere beregningen af lydhastigheden.
Store mål returnerer generelt mere akustisk energi end små mål. Et mål, der er smallere end den aktive lydkegle, kan frembringe et svagt ekko eller tillade sensoren at registrere en større genstand bagved.
Maksimale områdeværdier måles normalt ved hjælp af et specificeret fladt referencemål. Den praktiske rækkevidde for små ledninger, smalle rør, buede genstande eller uregelmæssige dele kan være kortere.
Et fladt, glat mål giver det stærkeste afkast, når dets overflade er omtrent vinkelret på sensoraksen. Hvis overfladen vippes, kan meget af den akustiske energi reflekteres væk fra modtageren.
Ru overflader spreder lyd i flere retninger og kan tolerere en større vinkelvariation, men den returnerede energi kan være mindre forudsigelig.
Hårde overflader som metal, glas, stift plast, træ og rolige væskeoverflader giver ofte nyttige refleksioner. Bløde, porøse eller fibrøse materialer såsom skum, tykt stof, bomuld og løs isolering kan absorbere ultralydsenergi og reducere detektionsområdet.
Gennemsigtige genstande kan ofte påvises, fordi ultralyd ikke er afhængig af synlig gennemsigtighed. En glat glas- eller plastoverflade har dog stadig brug for en passende vinkel for at reflektere lyden tilbage mod sensoren.
Objekter placeret inden for den specificerede blinde zone kan ikke måles pålideligt. Sensoren rapporterer muligvis intet mål, en ustabil værdi eller en falsk afstand genereret af ringetoner og interne refleksioner.
Installationen skal holde det nærmeste forventede mål ud over den minimumsfølingsafstand, der er angivet i det endelige sensor- eller moduldatablad.
Stærk luftstrøm kan ændre den effektive lydbane, mens hurtigt skiftende temperaturgradienter kan bøje den akustiske bølge eller ændre dens udbredelseshastighed langs målebanen.
Undgå at montere en præcisionssensor direkte ved siden af varmluftsudtag, køleventilatorer, dampventiler eller hurtigt svingende termiske kilder.
Moderat luftfugtighed har generelt mindre effekt end temperatur, men fugt kan stadig påvirke akustisk dæmpning og sensordrift. Vanddråber, kondens, is eller forurening på transducerens overflade kan blokere eller forvrænge lydbanen.
Udendørs eller applikationer med høj luftfugtighed bør bruge en passende forseglet eller vandtæt ultralydstransducer i stedet for at antage, at en åben sensor er miljøbeskyttet.
Vægge, monteringsbeslag, beskyttelsesdæksler, tankkanter og maskinrammer kan returnere uønskede ekkoer. Disse refleksioner kan komme før eller efter det tilsigtede målekko og forårsage falske målinger.
Hold hovedlydkeglen klar, og test hele sensorenheden i det endelige kabinet i stedet for kun at evaluere den blottede transducer.
Når flere ultralydssensorer arbejder tæt sammen, kan en modtager registrere en puls transmitteret af en anden sensor. Dette kaldes akustisk krydstale og kan skabe forkerte afstandsaflæsninger.
Brug synkroniseret udløsning, sekventiel måling, tilstrækkelig afstand, fysisk akustisk isolation eller kodede transmissionsmetoder for at reducere interferens.
Brug temperaturkompensation. Mål lufttemperaturen nær den akustiske vej, og opdater beregningen af lydhastigheden.
Hold målet uden for den blinde zone. Bekræft den mindste måleafstand under den aktuelle drevspænding og kredsløbsforhold.
Juster målet korrekt. Placer glatte, flade mål så tæt som muligt på vinkelret på sensoraksen.
Hold lydkeglen klar. Undgå at beslag, dæksler og indkapslingsvægge trænger ind i detektionsfeltet.
Brug båndpasfiltrering. Filtrer rundt om transducerens driftsfrekvens for at reducere elektrisk og akustisk bredbåndsstøj.
Anvend digital gennemsnitsberegning eller medianfiltrering. Flere målinger kan reducere tilfældig støj og afvise isolerede outliers.
Styr senderens timing. Tillad tilstrækkelig tid til, at det forrige ekko forsvinder, før du sender endnu en puls.
Synkroniser flere sensorer. Udløs sensorer sekventielt eller brug en kontrolleret synkroniseringsmetode for at reducere krydstale.
Kalibrer hele samlingen. Test sensoren, kabinettet, monteringsstrukturen og elektronikken sammen på kendte afstande.
Test repræsentative mål. Valider ydeevne ved hjælp af den faktiske objektstørrelse, materiale, vinkel, hastighed og miljøforhold.
Åben ultralydssensorer bruger normalt et metalhus med en synlig akustisk åbning. De er almindeligvis udvalgt til indendørs elektronik, udviklingstavler, robotter, objektdetektering og omkostningsfølsomme afstandsmålesystemer.
De kan give en effektiv akustisk transmission, men er generelt ikke designet til direkte udsættelse for regn, vandspray, kondens eller alvorlig forurening, medmindre andet er angivet.
Vandtætte eller vejrbestandige ultralydstransducere bruger en forseglet frontflade og beskyttende hus. De er velegnede til bilparkeringssystemer, udendørs udstyr, væskeniveaumåling, sikkerhedsprodukter og industrielle applikationer udsat for støv eller fugt.
Den beskyttende struktur ændrer den akustiske respons, så den vandtætte model skal matches med en passende drivfrekvens, spænding og modtagekredsløb.
Et integreret ultralydsafstandsmodul kombinerer en eller flere transducere med sendeelektronik, modtageforstærkning, signalbehandling og en digital eller analog udgangsgrænseflade.
Moduler forenkler systemudvikling, men giver mindre kontrol over den interne bølgeform, forstærkning og detektionsalgoritme end et brugerdefineret transducerbaseret kredsløb.
Højfrekvente ultralydstransducere har kortere bølgelængder og kan understøtte detektering af mindre funktioner eller mere specialiserede målinger. Højfrekvent lyd er dog generelt dæmpet kraftigere i luft, hvilket kan reducere det praktiske sanseområde.
Frekvens bør vælges i henhold til rækkevidde, målstørrelse, opløsning, transducerdiameter, miljødæmpning og systembåndbredde i stedet for at antage, at en højere frekvens altid er bedre.
| Fordele | Begrænsninger |
|---|---|
| Berøringsfri afstand og tilstedeværelsesmåling | Har en minimum føleafstand eller blind zone |
| Kan registrere mange gennemsigtige, mørke og reflekterende genstande | Bløde eller porøse materialer kan absorbere lyden |
| Virker uden synlig belysning | Glat vinklede mål kan reflektere ekkoet væk |
| Kan måle væskeniveau uden at komme i kontakt med væsken | Skum, bølger, turbulens eller damp kan reducere pålideligheden |
| Omkostningseffektiv til korte og mellemlange applikationer | Temperaturkompensation kan være nødvendig for nøjagtig afstandsmåling |
| Fås som åbne, vandtætte, højfrekvente og integrerede modeller | Flere sensorer kan interferere med hinanden |
| Velegnet til kompakte og integrerede elektroniske systemer | Nærliggende strukturer kan skabe sekundære refleksioner |
Ingen enkelt sensorteknologi er ideel til enhver applikation. Det passende valg afhænger af målet, påkrævet rækkevidde, responshastighed, opløsning, lysforhold, miljøeksponering og systemomkostninger.
| Sammenligning | ultralydssensor | infrarød eller fotoelektrisk sensor | LiDAR eller laserafstandssensor |
|---|---|---|---|
| Måleprincip | Lydtidspunkt for flyvning | Reflekteret eller afbrudt lys | Laser eller optisk flyvetid |
| Mål farvefølsomhed | Generelt lav | Kan have betydning | Afhænger af optisk reflektivitet |
| Transparent måldetektion | Ofte effektiv med passende målvinkel | Kan kræve en specialiseret optisk sensor | Kan være svært for klare materialer |
| Bjælkestørrelse | Relativt bred lydkegle | Normalt smallere | Meget smal plet eller scanningsstråle |
| Responshastighed | Begrænset af god rejsetid | Generelt hurtigt | Generelt hurtigt |
| Vigtigste miljøproblem | Temperatur, luftstrøm, absorption og akustiske refleksioner | Omgivende lys, støv, farve og optisk forurening | Optisk forurening, reflektivitet, tåge og omkostninger |
| Typisk styrke | Pålidelig berøringsfri detektion af forskellige materialer | Hurtig genstandsregistrering og præcise lyspletter | Lang rækkevidde, smal stråle og høj rumlig præcision |
Mobile robotter, automatiserede vejledte køretøjer, servicerobotter og uddannelsesplatforme bruger ultralydssensorer til at registrere vægge, udstyr, mennesker og andre forhindringer uden fysisk kontakt.
Vandtætte ultralydstransducere installeret i køretøjets kofangere måler afstanden til nærliggende forhindringer og understøtter parkeringsadvarselssystemer, lavhastighedsmanøvrering og nærhedsadvarsler.
En nedadvendt ultralydsniveausensor måler afstanden fra sensoren til væskeoverfladen. Regulatoren kan beregne den resterende væskehøjde, når tankdimensioner og sensorposition er kendt.
Skum, damp, omrøring, vinklede væskeoverflader og indvendige tankstrukturer bør evalueres under påføringstestning.
Ultralydssensorer kan detektere produkter på transportbånd, overvåge stakhøjde, bekræfte komponenttilstedeværelse, tælle beholdere og detektere gennemsigtige flasker eller film, der kan være vanskelige for standard optiske sensorer.
Ultralydsdetektering kan identificere bevægelse eller tilstedeværelse i nærheden af døre, indgange, afspærrede områder og alarmsystemer uden at kræve synlig belysning.
Kortrækkende ultralydssensorer kan måle afstanden mellem en drone og jorden under svævning eller landing i lav højde. Rotorens luftstrøm, overfladevinkel, græs og lydinterferens skal tages i betragtning.
Ultralydsnærhedsdetektion kan integreres i dispensere, husholdningsapparater, kontrolpaneler, affaldsspande og andre produkter, der kræver berøringsfri aktivering eller niveauovervågning.
At vælge en passende ultralydssensor kræver mere end at vælge en frekvens. Giv leverandøren de komplette anvendelsesbetingelser, så det akustiske, elektriske og mekaniske design kan evalueres sammen.
| valg af element , der skal bekræftes | Spørgsmål til |
|---|---|
| Måleområde | Hvad er minimum og maksimum målafstande? |
| Mål | Hvad er målets materiale, størrelse, form, vinkel og bevægelseshastighed? |
| Frekvens | Er 40 kHz passende til det nødvendige område og målstørrelse? |
| Strålevinkel | Er et bredt registreringsområde eller en smal retningsbestemt stråle påkrævet? |
| Miljø | Vil sensoren støde på regn, kondens, støv, kemikalier, vind eller ekstreme temperaturer? |
| Nøjagtighed og opløsning | Hvilken målefejl og repeterbarhed kan applikationen acceptere? |
| Responstid | Hvor hurtigt skal systemet opdage eller spore målet? |
| Elektrisk grænseflade | Er der behov for en blottede transducer, sender-modtager-par, analog udgang eller digitalt modul? |
| Drivkredsløb | Hvilken spænding, burst-bølgeform, forstærker- og modtagerarkitektur vil blive brugt? |
| Mekanisk design | Hvilken diameter, højde, terminal, kabel, stik og monteringsmetode kræves? |
| Mængde og tilpasning | Hvad er prototypens antal, årlige volumen og krav til tilpasset ydeevne? |
Hold hele lydkeglen fri af kabinetsvægge og monteringsbeslag.
Dæk ikke den akustiske åbning med almindelig plastik, tykt stof eller uegnet mesh.
Hold det nærmeste mål uden for den specificerede døde zone.
Juster glatte mål så tæt som muligt på vinkelret på detekteringsaksen.
Brug vibrationsisolering, når sensoren er installeret i nærheden af motorer, pumper eller mekaniske aktuatorer.
Hold koblingsspor med høj strøm og støjende strømkredsløb væk fra modtagerindgangen.
Brug passende jording, afskærmning og filtrering til svage ekkosignaler.
Undgå, at vand, is, olie eller kraftig forurening samler sig på transducerens overflade.
Udløs tilstødende ultralydssensorer sekventielt for at reducere akustisk interferens.
Kalibrer og valider sensoren, efter at den er installeret i det endelige produkthus.
Manorshi leverer åben-type, vandtætte, højfrekvente, parkeringsassistance og niveaufølende ultralydsprodukter til producenter, elektronikudviklere og industrielt udstyrsleverandører.
Tilgængelige evalueringsparametre kan omfatte centerfrekvens, lydtrykniveau, modtagefølsomhed, strålevinkel, kapacitans, ringetid, driftstemperatur, husdimensioner, terminaler, ledninger og miljøbeskyttelse.
Se 40 kHz vandtæt ultralydssender og -modtager eller gennemse hele Manorshi ultralydssensorrække.
For en ny applikation skal du angive det nødvendige måleområde, målmateriale, driftsmiljø, forsyningsspænding, strålevinkel, dimensioner, årlig mængde og forventet output. Kontakt Manorshi for at diskutere sensorvalg, prøver eller tilpassede krav til ultralydstransducere.
En ultralydsafstandssensor er en berøringsfri enhed, der udsender en ultralydsimpuls, detekterer det reflekterede ekko og beregner afstanden til målet ud fra lydens tur-retur-rejsetid.
Grundformlen er Distance = Ekkotid × Lydhastighed ÷ 2 . Beregningen er divideret med to, fordi den målte tid inkluderer udturen til målet og returrejsen til modtageren.
Fyrre kilohertz giver en praktisk balance mellem transducerstørrelse, akustisk output, luftdæmpning, komponenttilgængelighed og kort- til mellemdistancedetektion. Det er almindeligt, men ikke egnet til enhver applikation.
En ultralydstransducer er den elektromekaniske komponent, der omdanner elektrisk energi til ultralyd eller ultralyd til et elektrisk signal. En ultralydssensor kan referere til transduceren alene eller til et komplet modul, der indeholder transduceren, driveren, modtageren og signalbehandlingselektronikken.
Blindzonen er det mindste område foran sensoren, hvor pålidelig afstandsmåling ikke er mulig. Det er hovedsageligt forårsaget af transducerringning, kredsløbsgendannelsestid og det stærke transmitterede signal, der maskerer et tæt ekko.
Temperatur ændrer lydens hastighed i luft. Hvis beregningen anvender en fast lydhastighed, mens den faktiske temperatur ændres, vil den rapporterede afstand indeholde en proportional fejl. Temperaturkompensation forbedrer den absolutte nøjagtighed.
Ja. Ultralydsføling er ikke afhængig af refleksion af synligt lys, så den kan registrere mange gennemsigtige materialer. En glat gennemsigtig overflade skal dog placeres i en passende vinkel, så det akustiske ekko vender tilbage til modtageren.
Detektion kan være mulig, men bløde, porøse og fibrøse materialer kan absorbere ultralydsenergi og producere svage ekkoer. Det effektive område bør testes ved hjælp af det faktiske materiale, tykkelse og overfladetilstand.
Ja. En sensor installeret over en tank kan måle afstanden til væskeoverfladen uden at røre væsken. Rolige overflader giver generelt bedre resultater end skummende, turbulente, vinklede eller stærkt dampdækkede overflader.
Målfarve har normalt ringe direkte effekt, fordi ultralydssensorer bruger lyd frem for synligt lys. Overfladevinkel, hårdhed, størrelse, tekstur og akustisk absorption er normalt vigtigere.
Mørke påvirker ikke ultralydssensoren. Moderat støv eller tåge kan have mindre påvirkning end på optiske sensorer, men kraftigt støv, vanddråber, kondens eller materiale, der dækker transducerens overflade, kan stadig reducere ydeevnen.
Nej. Ultralydslyd er en mekanisk bølge og kræver et medium, såsom luft, gas, væske eller faststof, som kan forplante sig igennem. En konventionel luftkoblet ultralydsafstandssensor kan ikke fungere i et vakuum.
Almindelige årsager omfatter et mål inde i den blinde zone, svag akustisk refleksion, et vinklet eller bevægeligt mål, nærliggende strukturelle ekkoer, elektrisk støj, temperaturvariationer, luftstrøm, transducerkontamination og interferens fra andre ultralydssensorer.
Udløs sensorerne sekventielt, og giv tilstrækkelig tid til, at hver transmitteret puls og dens ekkoer henfalder, før den næste sensor aktiveres. Synkronisering, afstand, akustisk isolation og kodede signaler kan også reducere krydstale.
Vælg en bredere stråle, når målpositionen varierer, eller der kræves et større detekteringsområde. Vælg en smallere stråle, når nærliggende genstande skal udelukkes, eller der er behov for mere retningsbestemt måling. Evaluer den komplette lydkeglerespons i stedet for kun én nominel vinkel.
Åbne sensorer er velegnede til beskyttede indendørs applikationer og kan tilbyde effektiv akustisk ydeevne. Vandtætte sensorer er bedre til bilindustrien, udendørs miljøer, væskeniveau eller høj luftfugtighed. Det korrekte valg afhænger af miljøeksponering, rækkevidde og mekaniske krav.
Angiv centerfrekvens, måleområde, måldetaljer, påkrævet strålevinkel, transmitterende SPL, modtagefølsomhed, drivspænding, kredsløbstype, driftstemperatur, vandtæthedskrav, dimensioner, monteringsmetode, terminaler, kabellængde, stik, certificeringskrav og årlig ordremængde.
