سنسور محدوده التراسونیک

سنسور محدوده اولتراسونیک چیست؟

سنسور محدوده فراصوت یک دستگاه سنجش غیر تماسی است که فاصله بین سنسور و هدف را با ارسال پالس‌های صوتی اولتراسونیک و اندازه‌گیری مدت زمانی که پژواک منعکس شده طول می‌کشد تا برگردد، اندازه‌گیری می‌کند.

فرکانس امواج اولتراسونیک بالاتر از محدوده شنوایی طبیعی انسان تقریباً 20 کیلوهرتز است. سنسورهای فاصله کوپل شده با هوا معمولاً در حدود 40 کیلوهرتز کار می کنند، اگرچه فرکانس های دیگر با توجه به محدوده اندازه گیری مورد نیاز، وضوح، اندازه مبدل، الگوی پرتو و شرایط محیطی مورد استفاده قرار می گیرند.

برخلاف سنسورهای فاصله نوری، یک سنسور اولتراسونیک اساساً به رنگ هدف یا بازتاب نور مرئی بستگی ندارد. بنابراین می تواند بسیاری از اشیاء شفاف، نیمه شفاف، تیره یا براق را تشخیص دهد، مشروط بر اینکه هدف یک پژواک صوتی به اندازه کافی قوی به سمت گیرنده برگرداند.

فناوری محدوده التراسونیک به طور گسترده در تشخیص موانع ربات، کمک پارک خودرو، اندازه گیری سطح مایع، درب های اتوماتیک، اتوماسیون صنعتی، سیستم های امنیتی، جابجایی مواد و تشخیص حضور اشیا استفاده می شود.

لوازم مانورشی سنسورها و مبدل های اولتراسونیک برای اندازه گیری فاصله، تشخیص اشیا، سیستم های پارکینگ، سنجش سطح و کاربردهای الکترونیکی سفارشی شده.

سنسور محدوده اولتراسونیک چگونه کار می کند؟

اکثر سنسورهای فاصله اولتراسونیک از اصل زمان پرواز استفاده می کنند که روش زمان عبور اکو نیز نامیده می شود. این سیستم زمان بین ارسال یک پالس اولتراسونیک و دریافت پژواک منعکس شده آن را اندازه گیری می کند.

1. مدار کنترل یک انفجار الکتریکی کوتاه در فرکانس نامی مبدل اولتراسونیک یا نزدیک به آن ایجاد می کند.

2. مبدل فرستنده سیگنال الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی اولتراسونیک تبدیل می کند.

3. پالس اولتراسونیک از طریق هوا به سمت هدف حرکت می کند.

4. بخشی از انرژی صوتی از سطح هدف منعکس می شود.

5. گیرنده اکو صوتی برگشتی را به یک سیگنال الکتریکی کوچک تبدیل می کند.

6. مدار تهویه سیگنال، اکو را تقویت، فیلتر و تشخیص می دهد.

7. یک میکروکنترلر یا مدار زمان‌بندی زمان سفر رفت و برگشت را اندازه‌گیری می‌کند و آن را به مسافت تبدیل می‌کند.

فرمول اندازه گیری فاصله اولتراسونیک

• d فاصله یک طرفه بین سنسور و هدف است.

• t زمان رفت و برگشت اندازه گیری شده از ارسال تا دریافت اکو است.

• c سرعت صوت در محیط اندازه گیری است.

• نتیجه به دو تقسیم می شود زیرا صدا از حسگر به هدف می رسد و سپس به سنسور باز می گردد.

مثال محاسبه محدوده اولتراسونیک

در حدود 20 درجه سانتیگراد، سرعت صوت در هوای خشک حدود 343 متر بر ثانیه است. اگر زمان اکو اندازه گیری شده 5.83 میلی ثانیه باشد، فاصله محاسبه شده برابر است با:

این مثال یک دمای هوای پایدار و یک پژواک به وضوح قابل تشخیص را فرض می کند. سیستم‌های واقعی ممکن است جبران دما، فیلتر سیگنال، تشخیص آستانه، کالیبراسیون و میانگین‌گیری چند نمونه را نیز اعمال کنند.

ساختار و اصل کار پیزوالکتریک

هسته بسیاری از مبدل های محدوده اولتراسونیک یک عنصر سرامیکی پیزوالکتریک است که به یک دیافراگم فلزی یا صفحه تشدید کننده متصل است. این مجموعه همچنین ممکن است شامل یک تشدید کننده، محفظه صوتی، پایانه ها، مواد میرایی، مش محافظ و اجزای آب بندی محیطی باشد.

هنگامی که یک ولتاژ الکتریکی متناوب به سرامیک پیزوالکتریک اعمال می شود، مواد منبسط و منقبض می شوند. این تغییر شکل مکانیکی باعث ارتعاش دیافراگم و تابش امواج اولتراسونیک به هوا می شود.

فرآیند پیزوالکتریک معکوس در حین دریافت اتفاق می افتد. امواج فشار اولتراسونیک برگشتی دیافراگم و عنصر پیزوالکتریک را به ارتعاش در می آورند و یک سیگنال الکتریکی کوچک تولید می کنند که می تواند توسط مدار گیرنده تقویت و پردازش شود.

یک تشدید کننده قیفی شکل یا شیپوری می تواند انتقال انرژی صوتی بین عنصر پیزوالکتریک و هوای اطراف را بهبود بخشد. هندسه آن نیز بر حساسیت، فرکانس تشدید و الگوی پرتو تأثیر می گذارد.

انواع فرستنده، گیرنده و فرستنده التراسونیک

یک سیستم محدوده اولتراسونیک ممکن است از یک فرستنده و گیرنده جداگانه یا یک فرستنده گیرنده منفرد استفاده کند که بین ارسال و دریافت متناوب است.

مثال مشخصات سنسور التراسونیک 40 کیلوهرتز

جدول زیر پارامترهای فرستنده و گیرنده اولتراسونیک 40 کیلوهرتز را از صفحه اصلی حفظ می کند. این مقادیر نباید به عنوان مشخصات جهانی برای هر سنسور اولتراسونیک در نظر گرفته شود. همیشه قبل از طراحی مدار درایو یا تایید یک قطعه تولید، شماره قطعه نهایی، شرایط آزمایش و برگه اطلاعات محصول را تأیید کنید.

شاخص های اصلی عملکرد سنسورهای اولتراسونیک

عملکرد محدوده اولتراسونیک به مبدل، مدار درایو، مدار دریافت، الگوریتم پردازش سیگنال، هدف و محیط نصب بستگی دارد. پارامترهای زیر باید با هم ارزیابی شوند نه مستقل.

فرکانس مرکزی و فرکانس تشدید

فرکانس مرکزی فرکانسی است که در آن مبدل برای کارکرد موثر طراحی شده است. برای یک مبدل اولتراسونیک اسمی 40 کیلوهرتز، مدار فرستنده معمولاً یک انفجار نزدیک به 40 کیلوهرتز ایجاد می کند، در حالی که گیرنده در محدوده فرکانسی مشابهی فیلتر می شود.

دوری بیش از حد از ناحیه رزونانس می تواند انرژی صوتی انتقالی و حساسیت دریافت را کاهش دهد. تحمل جزء، دما، نصب و طراحی محفظه نیز ممکن است پاسخ موثر را تغییر دهد.

انتقال سطح فشار صدا

انتقال سطح فشار صدا نشان دهنده قدرت خروجی اولتراسونیک در شرایط تست مشخص است. یک مقدار بالاتر می‌تواند پژواک‌های قوی‌تر یا فواصل حسگر طولانی‌تر را پشتیبانی کند، اما نتیجه به ولتاژ درایو، فرکانس، شکل موج، فاصله اندازه‌گیری و دستگاه تست بستگی دارد.

مقادیر فشار صدا فقط زمانی باید مقایسه شوند که برگه های داده از شرایط اندازه گیری معادل استفاده می کنند.

دریافت حساسیت

حساسیت دریافتی نشان می‌دهد که گیرنده چگونه فشار اولتراسونیک ورودی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. حساسیت بالاتر می تواند تشخیص اکو ضعیف را بهبود بخشد، اما سیستم کامل به نویز تقویت کننده، پهنای باند فیلتر، بهره، تنظیمات آستانه و تداخل الکترومغناطیسی نیز بستگی دارد.

حساسیت اکو و نسبت سیگنال به نویز

حساسیت اکو نشان دهنده سیگنال دریافتی است که تحت یک هدف و ترتیب آزمایشی تعریف شده تولید می شود. یک سیستم محدوده مفید باید پژواک واقعی را از نویز الکتریکی، ارتعاش مکانیکی، اتصال صوتی مستقیم و بازتاب‌های ثانویه متمایز کند.

کنترل بهره خودکار، فیلتر باند گذر، تشخیص پاکت، پردازش همبستگی و آستانه های تطبیقی ​​ممکن است برای بهبود تشخیص اکو استفاده شوند.

زمان زنگ، زمان پوسیدگی و منطقه کور

پس از پایان انفجار فرستنده، مبدل و ساختار مکانیکی به مدت کوتاهی به ارتعاش ادامه می‌دهند. این ارتعاش باقیمانده زنگ زدن یا ring-down نامیده می شود.

در طول این دوره بازیابی، یک پژواک هدف نزدیک ممکن است توسط سیگنال ارسالی باقیمانده بسیار قوی‌تر پنهان شود. حداقل فاصله قابل اندازه گیری متناظر، ناحیه کور , منطقه مرده یا حداقل فاصله سنجش نامیده می شود.

زمان زنگ کوتاه‌تر معمولاً از حداقل فاصله‌های تشخیص کوتاه‌تر پشتیبانی می‌کند، اگرچه منطقه کور نهایی نیز به بازیابی مدار، ولتاژ فرستنده، میرایی، تنظیمات آستانه و روش‌های پردازش سیگنال بستگی دارد.

زاویه پرتو و مخروط صدا

یک مبدل اولتراسونیک یک پرتو مستقیم بی نهایت باریک تولید نمی کند. انرژی صوتی را از طریق یک مخروط صوتی سه بعدی شامل یک لوب اصلی و لوب های جانبی کوچکتر ساطع می کند.

یک پرتو عریض‌تر می‌تواند اشیاء را در یک منطقه بزرگ‌تر تشخیص دهد، اما ممکن است بازتاب‌های ناخواسته‌ای را از دیوارها، براکت‌ها، لوله‌ها یا سطوح محوطه اطراف دریافت کند. یک پرتو باریکتر انتخاب جهت بهتری را ارائه می دهد اما به تراز سنسور دقیق تری نیاز دارد.

ظرفیت و ولتاژ محرک

یک مبدل اولتراسونیک پیزوالکتریک تا حد زیادی به عنوان یک بار الکتریکی خازنی عمل می کند. ظرفیت آن بر جریان درایور، تطبیق امپدانس، تلفات سوئیچینگ و طراحی مدار تشدید تأثیر می گذارد.

ولتاژ اعمال شده باید در محدوده نامی پیوسته و درایو پالس مبدل باقی بماند. ولتاژ بیش از حد درایو می تواند باعث گرم شدن بیش از حد، دپلاریزاسیون، آسیب مکانیکی یا کاهش عمر مفید شود.

دمای عملیاتی و ذخیره سازی

دما بر سرعت صوت، خصوصیات پیزوالکتریک، رزونانس، حساسیت، مواد چسبنده و اجزای الکترونیکی تأثیر می گذارد. هم محدوده دمای عملیاتی و هم محدوده دمای ذخیره سازی را برای مدل واقعی سنسور تأیید کنید.

عواملی که بر دقت محدوده التراسونیک تأثیر می گذارد

دمای هوا

دما یکی از مهم ترین متغیرهای محیطی است زیرا سرعت صوت را تغییر می دهد. یک تقریب معمول برای هوای خشک نزدیک به شرایط جوی معمولی استفاده می شود:

سیستمی که همیشه 343 متر بر ثانیه را فرض می‌کند، می‌تواند با تغییر دمای واقعی، خطای فاصله قابل اندازه‌گیری ایجاد کند. برای کاربردهایی که به دقت مطلق پایدار نیاز دارند، یک سنسور دما را در نزدیکی مسیر صوتی قرار دهید و محاسبه سرعت صدا را به‌روزرسانی کنید.

اندازه هدف و مساحت سطح

اهداف بزرگ معمولاً انرژی صوتی بیشتری نسبت به اهداف کوچک برمی‌گردانند. هدفی که باریکتر از مخروط صوتی فعال است ممکن است پژواک ضعیفی ایجاد کند یا به حسگر اجازه دهد شی بزرگتر را در پشت خود تشخیص دهد.

مقادیر حداکثر دامنه معمولاً با استفاده از یک هدف مرجع مسطح مشخص اندازه گیری می شوند. محدوده عملی سیم‌های کوچک، لوله‌های باریک، اجسام منحنی یا قطعات نامنظم ممکن است کوتاه‌تر باشد.

زاویه هدف و جهت گیری سطح

یک هدف صاف و صاف زمانی که سطح آن تقریباً عمود بر محور حسگر باشد، قوی ترین بازگشت را فراهم می کند. اگر سطح کج شود، ممکن است بیشتر انرژی صوتی از گیرنده منعکس شود.

سطوح ناهموار صدا را در جهات مختلف پراکنده می کنند و ممکن است تغییرات زاویه ای بیشتری را تحمل کنند، اما انرژی برگشتی کمتر قابل پیش بینی است.

مواد هدف و جذب صوتی

سطوح سخت مانند فلز، شیشه، پلاستیک سخت، چوب و سطوح مایع آرام اغلب بازتاب های مفیدی ایجاد می کنند. مواد نرم، متخلخل یا فیبری مانند فوم، پارچه ضخیم، پنبه و عایق شل می توانند انرژی مافوق صوت را جذب کرده و محدوده تشخیص را کاهش دهند.

اجسام شفاف اغلب قابل تشخیص هستند زیرا اولتراسوند به شفافیت قابل مشاهده وابسته نیست. با این حال، یک سطح صاف شیشه ای یا پلاستیکی همچنان به زاویه مناسبی نیاز دارد تا صدا را به سمت سنسور منعکس کند.

منطقه کور و حداقل فاصله اندازه گیری

اشیاء واقع در داخل منطقه کور مشخص شده را نمی توان به طور قابل اعتماد اندازه گیری کرد. سنسور ممکن است هیچ هدف، مقدار ناپایدار یا فاصله کاذب ایجاد شده توسط زنگ و بازتاب داخلی را گزارش کند.

نصب باید نزدیکترین هدف مورد انتظار را فراتر از حداقل فاصله سنجش که در برگه اطلاعات سنسور یا ماژول نهایی ذکر شده است نگه دارد.

باد، جریان هوا و گرادیان دما

جریان هوای قوی می تواند مسیر صوت موثر را تغییر دهد، در حالی که شیب های دما در حال تغییر سریع می تواند موج صوتی را خم کند یا سرعت انتشار آن را در طول مسیر اندازه گیری تغییر دهد.

از نصب سنسور فاصله دقیق مستقیماً در کنار خروجی های هوای گرم، فن های خنک کننده، دریچه های بخار یا منابع حرارتی با نوسانات سریع خودداری کنید.

رطوبت، باران و تراکم

رطوبت متوسط ​​معمولاً تأثیر کمتری نسبت به دما دارد، اما رطوبت همچنان می‌تواند بر تضعیف صوتی و عملکرد سنسور تأثیر بگذارد. قطرات آب، تراکم، یخ یا آلودگی روی صفحه مبدل ممکن است مسیر صدا را مسدود یا منحرف کند.

برنامه های کاربردی در فضای باز یا با رطوبت بالا باید از یک مبدل اولتراسونیک به طور مناسب مهر و موم شده یا ضد آب استفاده کنند نه اینکه فرض کنیم یک سنسور نوع باز از نظر محیطی محافظت می شود.

بازتاب های چندگانه و سازه های نزدیک

دیوارها، براکت‌های نصب، پوشش‌های محافظ، لبه‌های مخزن و قاب دستگاه می‌توانند پژواک‌های ناخواسته را برگردانند. این بازتاب ها ممکن است قبل یا بعد از پژواک هدف مورد نظر وارد شوند و باعث اندازه گیری های نادرست شوند.

مخروط اصلی صدا را شفاف نگه دارید و مجموعه کامل حسگر را در محفظه نهایی آزمایش کنید نه اینکه فقط مبدل خالی را ارزیابی کنید.

تداخل التراسونیک بین سنسورها

هنگامی که چندین حسگر اولتراسونیک نزدیک به هم کار می کنند، یک گیرنده ممکن است پالس ارسال شده توسط سنسور دیگر را تشخیص دهد. این تداخل صوتی نامیده می شود و می تواند خوانش فاصله نادرست ایجاد کند.

برای کاهش تداخل، از راه اندازی همزمان، اندازه گیری متوالی، فاصله کافی، جداسازی صوتی فیزیکی یا انتقال کدگذاری شده استفاده کنید.

چگونه می توان دقت اندازه گیری فاصله اولتراسونیک را بهبود بخشید

1. از جبران دما استفاده کنید. دمای هوا را در نزدیکی مسیر صوتی اندازه گیری کنید و محاسبه سرعت صدا را به روز کنید.

2. هدف را خارج از منطقه کور نگه دارید. حداقل فاصله اندازه گیری را تحت شرایط ولتاژ واقعی درایو و مدار بررسی کنید.

3. هدف را به درستی تراز کنید. اهداف صاف و مسطح را تا حد عملی نزدیک به عمود بر محور حسگر قرار دهید.

4. مخروط صدا را شفاف نگه دارید. از ورود براکت ها، پوشش ها و دیوارهای محفظه به میدان تشخیص جلوگیری کنید.

5. از فیلتر باند گذر استفاده کنید. دور فرکانس کاری مبدل را فیلتر کنید تا نویز الکتریکی و صوتی باند پهن را کاهش دهید.

6. میانگین دیجیتال یا فیلتر میانه را اعمال کنید. اندازه گیری های متعدد می تواند نویز تصادفی را کاهش دهد و نقاط پرت جدا شده را رد کند.

7. زمان بندی فرستنده را کنترل کنید. قبل از ارسال پالس دیگر، زمان کافی برای ناپدید شدن اکو قبلی در نظر بگیرید.

8. سنسورهای متعدد را همگام سازی کنید. حسگرها را به صورت متوالی فعال کنید یا از یک روش همگام سازی کنترل شده برای کاهش تداخل استفاده کنید.

9. مجموعه کامل را کالیبره کنید. سنسور، محفظه، ساختار نصب و الکترونیک را با هم در فواصل مشخص آزمایش کنید.

10. آزمایش اهداف نماینده اعتبارسنجی عملکرد با استفاده از اندازه واقعی جسم، مواد، زاویه، سرعت و شرایط محیطی.

انواع سنسورهای محدوده التراسونیک

مبدل های اولتراسونیک نوع باز

سنسورهای اولتراسونیک نوع باز معمولاً از یک محفظه فلزی با دهانه آکوستیک در معرض استفاده استفاده می کنند. آنها معمولاً برای الکترونیک داخلی، بردهای توسعه، ربات ها، تشخیص اشیا و سیستم های اندازه گیری فاصله حساس به هزینه انتخاب می شوند.

آنها می توانند انتقال صوتی کارآمدی را ارائه دهند، اما معمولاً برای قرار گرفتن در معرض مستقیم باران، اسپری آب، تراکم یا آلودگی شدید طراحی نشده اند، مگر اینکه طور دیگری مشخص شده باشد.

سنسور التراسونیک ضد آب

مبدل های اولتراسونیک ضد آب یا مقاوم در برابر آب و هوا از سطح جلوی مهر و موم شده و محفظه محافظ استفاده می کنند. آنها برای سیستم های پارکینگ خودرو، تجهیزات در فضای باز، اندازه گیری سطح مایعات، محصولات امنیتی و کاربردهای صنعتی در معرض گرد و غبار یا رطوبت مناسب هستند.

ساختار محافظ پاسخ صوتی را تغییر می دهد، بنابراین مدل ضد آب باید با فرکانس درایو، ولتاژ و مدار گیرنده مناسب مطابقت داشته باشد.

ماژول های حسگر اولتراسونیک یکپارچه

یک ماژول محدوده فراصوت یکپارچه ترکیبی از یک یا چند مبدل با انتقال الکترونیک، تقویت دریافت، پردازش سیگنال و یک رابط خروجی دیجیتال یا آنالوگ است.

ماژول ها توسعه سیستم را ساده می کنند اما کنترل کمتری بر روی شکل موج داخلی، الگوریتم افزایش و تشخیص نسبت به مدارهای مبتنی بر مبدل سفارشی ارائه می دهند.

سنسورهای اولتراسونیک فرکانس بالا

مبدل های اولتراسونیک فرکانس بالاتر دارای طول موج کوتاه تری هستند و ممکن است از تشخیص ویژگی های کوچکتر یا اندازه گیری های تخصصی تر پشتیبانی کنند. با این حال، صدای فرکانس بالاتر به طور کلی در هوا به شدت ضعیف می شود، که می تواند محدوده سنجش عملی را کاهش دهد.

فرکانس باید بر اساس محدوده، اندازه هدف، وضوح، قطر مبدل، تضعیف محیطی و پهنای باند سیستم انتخاب شود نه اینکه فرض کنیم فرکانس بالاتر همیشه بهتر است.

مزایا و محدودیت‌های سنسورهای فراصوت

سنسور اولتراسونیک در مقابل سنسورهای مادون قرمز، فوتوالکتریک و LiDAR

هیچ فناوری حسگری برای هر کاربرد ایده آل نیست. انتخاب مناسب به هدف، برد مورد نیاز، سرعت پاسخ، وضوح، شرایط نور، قرار گرفتن در معرض محیطی و هزینه سیستم بستگی دارد.

کاربردهای رایج سنسورهای فراصوت

تشخیص و ناوبری موانع ربات

روبات‌های متحرک، وسایل نقلیه هدایت‌شونده خودکار، روبات‌های خدماتی و پلت‌فرم‌های آموزشی از حسگرهای اولتراسونیک برای تشخیص دیوارها، تجهیزات، افراد و سایر موانع بدون تماس فیزیکی استفاده می‌کنند.

کمک پارک خودرو

مبدل‌های اولتراسونیک ضدآب نصب شده در سپر خودرو، فاصله تا موانع نزدیک را اندازه‌گیری می‌کنند و از سیستم‌های هشدار پارک، مانورهای سرعت پایین و هشدارهای نزدیکی پشتیبانی می‌کنند.

اندازه گیری سطح مایع

یک سنسور سطح اولتراسونیک رو به پایین، فاصله سنسور تا سطح مایع را اندازه گیری می کند. هنگامی که ابعاد مخزن و موقعیت سنسور مشخص باشد، کنترل کننده می تواند ارتفاع مایع باقیمانده را محاسبه کند.

فوم، بخار، هم زدن، سطوح مایع زاویه دار و ساختار مخزن داخلی باید در طول آزمایش کاربرد ارزیابی شوند.

تشخیص اشیاء صنعتی

حسگرهای اولتراسونیک می‌توانند محصولات روی نوار نقاله را شناسایی کنند، ارتفاع پشته را کنترل کنند، وجود اجزا را تأیید کنند، ظروف را بشمارند و بطری‌ها یا فیلم‌های شفافی را که ممکن است برای حسگرهای نوری استاندارد دشوار باشد، تشخیص دهند.

درب های اتوماتیک و سیستم های امنیتی

تشخیص اولتراسونیک می تواند حرکت یا حضور در نزدیکی درها، ورودی ها، مناطق ممنوعه و سیستم های هشدار را بدون نیاز به نور مرئی شناسایی کند.

پهپاد ارتفاع و کمک فرود

سنسورهای اولتراسونیک برد کوتاه می توانند فاصله بین پهپاد و زمین را در هنگام شناور شدن یا فرود در ارتفاع کم اندازه گیری کنند. جریان هوای روتور، زاویه سطح، چمن و تداخل صدا باید در نظر گرفته شود.

لوازم هوشمند و تجهیزات بهداشتی

تشخیص مجاورت اولتراسونیک را می‌توان در دستگاه‌های پخش‌کننده، لوازم خانگی، پانل‌های کنترل، سطل‌های زباله و سایر محصولاتی که نیاز به فعال‌سازی بدون لمس یا نظارت بر سطح دارند، ادغام کرد.

نحوه انتخاب سنسور محدوده اولتراسونیک

انتخاب یک سنسور اولتراسونیک مناسب بیش از انتخاب فرکانس نیاز دارد. شرایط کاربرد کامل را در اختیار تامین کننده قرار دهید تا بتوان طراحی صوتی، الکتریکی و مکانیکی را با هم ارزیابی کرد.

چک لیست نصب سنسور اولتراسونیک

• مخروط کامل صدا را از دیواره های محفظه و براکت های نصب پاک کنید.

• دهانه آکوستیک را با پلاستیک معمولی، پارچه ضخیم یا توری نامناسب نپوشانید.

• نزدیکترین هدف را خارج از منطقه مرده مشخص شده نگه دارید.

• اهداف صاف را تا حد امکان نزدیک به عمود بر محور سنجش قرار دهید.

• هنگامی که سنسور در نزدیکی موتورها، پمپ ها یا محرک های مکانیکی نصب می شود، از عایق ارتعاش استفاده کنید.

• آثار سوئیچینگ جریان بالا و مدارهای برق پر سر و صدا را از ورودی گیرنده دور نگه دارید.

• برای سیگنال های اکو ضعیف از زمین، محافظ و فیلتر مناسب استفاده کنید.

• از جمع شدن آب، یخ، روغن یا آلودگی شدید روی صفحه مبدل جلوگیری کنید.

• برای کاهش تداخل صوتی، حسگرهای اولتراسونیک مجاور را به صورت متوالی فعال کنید.

• سنسور را پس از نصب در محفظه محصول نهایی کالیبره و تأیید کنید.

انتخاب سنسور آلتراسونیک 40 کیلوهرتز از Manorshi

Manorshi محصولات اولتراسونیک نوع باز، ضد آب، فرکانس بالا، کمک پارکینگ و حسگر سطح را برای تولید کنندگان، توسعه دهندگان الکترونیک و تامین کنندگان تجهیزات صنعتی ارائه می دهد.

پارامترهای ارزیابی موجود می تواند شامل فرکانس مرکزی، سطح فشار صدا، حساسیت دریافت، زاویه پرتو، ظرفیت خازنی، زمان زنگ زدن، دمای کار، ابعاد بدنه، پایانه ها، سیم های سربی و حفاظت از محیط زیست باشد.

مشاهده کنید فرستنده و گیرنده اولتراسونیک ضد آب با فرکانس 40 کیلوهرتز یا کامل را مرور کنید محدوده سنسور اولتراسونیک Manorshi.

برای یک برنامه جدید، محدوده اندازه گیری مورد نیاز، مواد مورد نظر، محیط عملیاتی، ولتاژ تغذیه، زاویه پرتو، ابعاد، مقدار سالانه و خروجی مورد انتظار را ارائه کنید. با Manorshi تماس بگیرید . برای بحث در مورد انتخاب سنسور، نمونه ها یا نیازهای مبدل اولتراسونیک سفارشی شده

سوالات متداول در مورد سنسورهای محدوده اولتراسونیک

سنسور محدوده اولتراسونیک چیست؟

سنسور محدوده اولتراسونیک یک دستگاه غیر تماسی است که یک پالس اولتراسونیک ساطع می کند، پژواک منعکس شده را تشخیص می دهد و فاصله تا هدف را از زمان سفر رفت و برگشت صدا محاسبه می کند.

فرمول اندازه گیری فاصله اولتراسونیک چیست؟

فرمول اصلی فاصله = زمان اکو × سرعت صدا ÷ 2 است . محاسبه بر دو تقسیم می‌شود زیرا زمان اندازه‌گیری شده شامل سفر بیرونی به مقصد و سفر برگشت به گیرنده است.

چرا بسیاری از سنسورهای فراصوت 40 کیلوهرتز رتبه بندی می شوند؟

چهل کیلوهرتز تعادل عملی را بین اندازه مبدل، خروجی صوتی، تضعیف هوا، در دسترس بودن قطعات و تشخیص برد کوتاه تا متوسط ​​فراهم می کند. رایج است اما برای هر کاربرد مناسب نیست.

تفاوت بین سنسور اولتراسونیک و مبدل اولتراسونیک چیست؟

مبدل اولتراسونیک جزء الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به اولتراسوند یا اولتراسوند را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. یک سنسور اولتراسونیک ممکن است به مبدل به تنهایی یا به یک ماژول کامل شامل مبدل، راننده، گیرنده و الکترونیک پردازش سیگنال اشاره داشته باشد.

ناحیه کور سنسور اولتراسونیک چیست؟

منطقه کور حداقل ناحیه جلوی سنسور است که اندازه گیری فاصله قابل اعتماد در آن امکان پذیر نیست. این عمدتاً ناشی از زنگ مبدل، زمان بازیابی مدار و سیگنال ارسالی قوی است که پژواک نزدیک را پوشانده است.

دما چگونه بر اندازه گیری فاصله اولتراسونیک تأثیر می گذارد؟

دما باعث تغییر سرعت صوت در هوا می شود. اگر در محاسبات از سرعت صوت ثابت استفاده شود در حالی که دمای واقعی تغییر می کند، فاصله گزارش شده حاوی یک خطای نسبی خواهد بود. جبران دما دقت مطلق را بهبود می بخشد.

آیا حسگر اولتراسونیک می تواند شیشه یا پلاستیک شفاف را تشخیص دهد؟

بله. حسگر اولتراسونیک به بازتاب نور مرئی متکی نیست، بنابراین می تواند بسیاری از مواد شفاف را تشخیص دهد. با این حال، یک سطح شفاف صاف باید در یک زاویه مناسب قرار گیرد تا پژواک صوتی به گیرنده بازگردد.

آیا حسگرهای اولتراسونیک می توانند مواد نرم را تشخیص دهند؟

تشخیص ممکن است امکان پذیر باشد، اما مواد نرم، متخلخل و فیبری می توانند انرژی مافوق صوت را جذب کرده و پژواک ضعیف ایجاد کنند. محدوده موثر باید با استفاده از مواد واقعی، ضخامت و شرایط سطح آزمایش شود.

آیا حسگر محدوده اولتراسونیک می تواند سطح مایع را اندازه گیری کند؟

بله. یک سنسور نصب شده در بالای مخزن می تواند فاصله تا سطح مایع را بدون دست زدن به مایع اندازه گیری کند. سطوح آرام به طور کلی نتایج بهتری نسبت به سطوح کف دار، متلاطم، زاویه دار یا به شدت پوشیده از بخار ارائه می دهند.

آیا رنگ هدف بر حسگر اولتراسونیک تأثیر می گذارد؟

رنگ هدف معمولاً تأثیر مستقیم کمی دارد زیرا حسگرهای اولتراسونیک از صدا به جای نور مرئی استفاده می کنند. معمولاً زاویه سطح، سختی، اندازه، بافت و جذب آکوستیک اهمیت بیشتری دارند.

آیا حسگرهای اولتراسونیک در تاریکی، گرد و غبار یا مه می توانند کار کنند؟

تاریکی بر حسگر اولتراسونیک تأثیر نمی گذارد. گرد و غبار یا مه متوسط ​​ممکن است تأثیر کمتری نسبت به حسگرهای نوری داشته باشد، اما گرد و غبار سنگین، قطرات آب، تراکم یا موادی که روی مبدل را می پوشانند همچنان می توانند عملکرد را کاهش دهند.

آیا حسگر اولتراسونیک می تواند در خلاء کار کند؟

خیر. صدای اولتراسونیک یک موج مکانیکی است و به وسیله ای مانند هوا، گاز، مایع یا جامد نیاز دارد که از طریق آن منتشر شود. یک سنسور متداول التراسونیک جفت شده با هوا نمی تواند در خلاء کار کند.

چرا یک سنسور اولتراسونیک خوانش های ناپایدار تولید می کند؟

علل رایج عبارتند از هدف در داخل ناحیه کور، انعکاس صوتی ضعیف، هدف زاویه دار یا متحرک، پژواک های ساختاری نزدیک، نویز الکتریکی، تغییرات دما، جریان هوا، آلودگی مبدل و تداخل سایر حسگرهای اولتراسونیک.

چگونه چندین سنسور اولتراسونیک بدون تداخل کار می کنند؟

سنسورها را به صورت متوالی فعال کنید و قبل از فعال کردن سنسور بعدی، زمان کافی برای تحلیل هر پالس ارسالی و پژواک آن در نظر بگیرید. همگام سازی، فاصله گذاری، جداسازی صوتی و سیگنال های کدگذاری شده نیز می توانند تداخل را کاهش دهند.

چه زاویه پرتویی را برای سنسور فاصله اولتراسونیک انتخاب کنم؟

هنگامی که موقعیت هدف تغییر می کند یا به منطقه تشخیص بزرگتر نیاز است، یک پرتو عریض تر انتخاب کنید. هنگامی که اشیاء نزدیک باید حذف شوند یا اندازه گیری جهت بیشتری مورد نیاز است، یک پرتو باریکتر انتخاب کنید. پاسخ کامل مخروط صدا را به جای تنها یک زاویه اسمی ارزیابی کنید.

سنسور اولتراسونیک نوع باز بهتر است یا ضد آب؟

سنسورهای نوع باز برای کاربردهای داخلی محافظت شده مناسب هستند و می توانند عملکرد صوتی کارآمدی را ارائه دهند. سنسورهای ضد آب برای محیط های خودرو، فضای باز، سطح مایع یا محیط های با رطوبت بالا بهتر هستند. انتخاب صحیح به قرار گرفتن در معرض محیط، محدوده و الزامات مکانیکی بستگی دارد.

چه اطلاعاتی برای سنسور اولتراسونیک سفارشی مورد نیاز است؟

فرکانس مرکزی، محدوده اندازه گیری، جزئیات هدف، زاویه پرتو مورد نیاز، انتقال SPL، حساسیت دریافت، ولتاژ درایو، نوع مدار، دمای عملیاتی، نیاز ضد آب، ابعاد، روش نصب، پایانه ها، طول کابل، کانکتور، الزامات گواهینامه و مقدار سفارش سالانه را ارائه دهید.