Pregleda: 87 Autor: Urednik stranice Vrijeme objave: 2020-04-14 Porijeklo: stranica
Ultrazvučni senzor za domet beskontaktni je senzor koji mjeri udaljenost između senzora i mete odašiljanjem ultrazvučnih zvučnih impulsa i mjerenjem vremena potrebnog da se reflektirani eho vrati.
Ultrazvučni valovi imaju frekvencije iznad normalnog raspona ljudskog sluha od približno 20 kHz. Zračno spojeni senzori udaljenosti obično rade oko 40 kHz, iako se druge frekvencije koriste u skladu sa potrebnim mjernim rasponom, rezolucijom, veličinom sonde, uzorkom snopa i uvjetima okoline.
Za razliku od optičkih senzora udaljenosti, ultrazvučni senzor ne ovisi prvenstveno o boji mete ili refleksiji vidljive svjetlosti. Stoga može otkriti mnoge prozirne, prozirne, tamne ili sjajne objekte, pod uvjetom da meta vraća dovoljno jak akustični eho prema prijemniku.
Brzi odgovor: Ultrazvučni senzor za domet šalje visokofrekventni zvučni impuls prema meti, prima reflektirani eho i izračunava udaljenost na temelju vremena povratnog putovanja. Osnovna formula je Udaljenost = Brzina zvuka × Vrijeme odjeka ÷ 2.
Tehnologija ultrazvučnog mjerenja široko se koristi u robotskom otkrivanju prepreka, pomoći pri parkiranju automobila, mjerenju razine tekućine, automatskim vratima, industrijskoj automatizaciji, sigurnosnim sustavima, rukovanju materijalima i detekciji prisutnosti predmeta.
Manorshi zalihe ultrazvučni senzori i pretvarači za mjerenje udaljenosti, detekciju objekata, sustave za parkiranje, mjerenje razine i prilagođene elektroničke aplikacije.
Većina ultrazvučnih senzora udaljenosti koristi princip vremena leta , koji se naziva i metoda prolaznog vremena jeke. Sustav mjeri vrijeme između odašiljanja ultrazvučnog pulsa i primanja njegovog reflektiranog eha.
Upravljački krug generira kratki električni udar na ili blizu nazivne frekvencije ultrazvučne sonde.
Prijenosni pretvarač pretvara električni signal u ultrazvučnu mehaničku vibraciju.
Ultrazvučni puls putuje zrakom prema meti.
Dio zvučne energije reflektira se od ciljane površine.
Prijemnik pretvara povratni akustični eho u mali električni signal.
Krug za kondicioniranje signala pojačava, filtrira i detektira jeku.
Mikrokontroler ili vremenski krug mjeri vrijeme povratnog putovanja i pretvara ga u udaljenost.
Udaljenost = (vrijeme odjeka × brzina zvuka) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d je jednosmjerna udaljenost između senzora i cilja.
t je izmjereno vrijeme povratnog putovanja od prijenosa do prijema jeke.
c je brzina zvuka u mjernom mediju.
Rezultat se dijeli s dva jer zvuk putuje od senzora do cilja i zatim natrag do senzora.
Pri približno 20°C, brzina zvuka u suhom zraku je oko 343 m/s. Ako je izmjereno vrijeme odjeka 5,83 milisekunde, izračunata udaljenost je:
Udaljenost = 0,00583 sekunde × 343 m/s ÷ 2
Udaljenost ≈ 1 metar
Ovaj primjer pretpostavlja stabilnu temperaturu zraka i jasno vidljivu jeku. Stvarni sustavi također mogu primijeniti temperaturnu kompenzaciju, filtriranje signala, otkrivanje praga, kalibraciju i usrednjavanje više uzoraka.
Jezgra mnogih ultrazvučnih sondi je piezoelektrični keramički element pričvršćen na metalnu dijafragmu ili rezonantnu ploču. Sklop također može uključivati rezonator, akustično kućište, terminale, materijal za prigušivanje, zaštitnu mrežu i komponente za brtvljenje okoline.
Kada se izmjenični električni napon primijeni na piezoelektričnu keramiku, materijal se širi i skuplja. Ova mehanička deformacija uzrokuje vibriranje dijafragme i zračenje ultrazvučnih valova u zrak.
Tijekom prijema događa se obrnuti piezoelektrični proces. Povratni ultrazvučni tlačni valovi vibriraju dijafragmu i piezoelektrični element, generirajući mali električni signal koji se može pojačati i obraditi u prijemnom krugu.
Rezonator u obliku lijevka ili roga može poboljšati prijenos akustične energije između piezoelektričnog elementa i okolnog zraka. Njegova geometrija također utječe na osjetljivost, rezonantnu frekvenciju i uzorak snopa.
Važna razlika: ultrazvučno mjerenje udaljenosti obično mjeri odjeke reflektirane od ciljne površine. Ne treba ga brkati s medicinskim slikovnim ili ultrazvučnim nedestruktivnim ispitnim sustavima dizajniranim za prijenos zvuka kroz tekućine ili čvrste materijale.
Ultrazvučni sustav za određivanje udaljenosti može koristiti odvojene odašiljač i prijemnik ili jedan primopredajnik koji naizmjenično odašilje i prima.
| Konfiguracija | Metoda rada | Tipične prednosti | Razmatranja dizajna |
|---|---|---|---|
| Odvojeni odašiljač i prijemnik | Jedna sonda kontinuirano ili povremeno odašilje dok druga sonda prima odjeke. | Odvojene staze odašiljanja i primanja, fleksibilan dizajn strujnog kruga i nema potrebe za prebacivanjem jednog elementa između načina rada. | Moraju se kontrolirati razmak senzora, poravnanje, akustično spajanje i izravno preslušavanje odašiljača i prijamnika. |
| Jednostruki ultrazvučni primopredajnik | Jedan element odašilje impuls, a zatim prelazi u način primanja. | Kompaktan mehanički dizajn i lakše poravnanje između prijenosne i prijemne osi. | Sustav mora pričekati da se mehaničko zvonjenje smanji prije otkrivanja odjeka iz blizine. |
| Par s prolaznim snopom | Odašiljač i prijamnik su okrenuti jedan prema drugom, a sustav detektira kada neki objekt prekida put zvuka. | Brza reakcija i pouzdana detekcija prozirnih filmova, boca i objekata koji se brzo kreću. | Ova konfiguracija prvenstveno detektira prisutnost, a ne izračunava reflektirajuću udaljenost cilja. |
Sljedeća tablica čuva primjer parametara ultrazvučnog odašiljača i prijamnika od 40 kHz s izvorne stranice. Ove vrijednosti ne treba tretirati kao univerzalne specifikacije za svaki ultrazvučni senzor. Uvijek potvrdite konačni broj dijela, uvjete ispitivanja i podatkovnu tablicu proizvoda prije projektiranja pogonskog kruga ili odobrenja proizvodne komponente.
| specifikacije | Primjer vrijednosti |
|---|---|
| Središnja frekvencija | 40 ± 1,0 kHz |
| Prijenos razine zvučnog tlaka | 100 dB najmanje |
| Osjetljivost primanja | −72 dB najmanje |
| Osjetljivost na jeku | ≥230 mV |
| Vrijeme zvonjenja | Maksimalno 1,2 ms |
| Kapacitet na 1 kHz | 2400 pF ±20% |
| Maksimalni trajni pogonski napon | 20 Vrms |
| Ukupni kut snopa | 47° tipično na -6 dB |
| Vrijeme raspadanja | ≤1,2 ms |
| Radna temperatura | −30°C do +80°C |
| Temperatura skladištenja | −30°C do +80°C |
Struktura i dimenzije ultrazvučnog pretvarača dometa
Par ultrazvučnog odašiljača i prijemnika od 40 kHz
Izvedba ultrazvučnog određivanja dometa ovisi o sondi, pogonskom krugu, prijamnom krugu, algoritmu za obradu signala, meti i okruženju instalacije. Sljedeće parametre treba procijeniti zajedno, a ne zasebno.
Središnja frekvencija je frekvencija na kojoj je sonda dizajnirana za učinkovit rad. Za nominalni ultrazvučni pretvarač od 40 kHz, odašiljački krug normalno generira prasak blizu 40 kHz, dok se prijemnik filtrira oko sličnog frekvencijskog raspona.
Vožnja predaleko od rezonantnog područja može smanjiti odašiljanu akustičnu energiju i osjetljivost prijema. Tolerancija komponenti, temperatura, montaža i dizajn kućišta također mogu promijeniti učinkoviti odgovor.
Razina zvučnog tlaka prijenosa pokazuje snagu ultrazvučnog izlaza pod određenim uvjetima ispitivanja. Viša vrijednost može podržati jače odjeke ili veće udaljenosti senzora, ali rezultat ovisi o naponu pogona, frekvenciji, valnom obliku, udaljenosti mjerenja i ispitnom uređaju.
Vrijednosti zvučnog tlaka trebaju se uspoređivati samo ako podatkovne tablice koriste ekvivalentne uvjete mjerenja.
Osjetljivost prijema opisuje koliko učinkovito prijemnik pretvara dolazni ultrazvučni tlak u električni signal. Veća osjetljivost može poboljšati detekciju slabog odjeka, ali cijeli sustav također ovisi o šumu pojačala, propusnosti filtera, pojačanju, postavkama praga i elektromagnetskim smetnjama.
Osjetljivost jeke predstavlja primljeni signal proizveden pod definiranim ciljem i testnim rasporedom. Korisni sustav dometa mora razlikovati pravi odjek od električnog šuma, mehaničkih vibracija, izravne akustične sprege i sekundarnih refleksija.
Automatska kontrola pojačanja, propusno filtriranje, detekcija omotnice, obrada korelacije i prilagodljivi pragovi mogu se koristiti za poboljšanje prepoznavanja jeke.
Nakon završetka odašiljanja, sonda i mehanička struktura nastavljaju kratko vibrirati. Ova zaostala vibracija naziva se zvonjenje ili zvonjenje.
Tijekom ovog perioda oporavka, odjek bliskog cilja može biti skriven puno jačim preostalim odašiljačkim signalom. Odgovarajuća minimalna mjerljiva udaljenost naziva se mrtva zona , slijepe zone ili minimalna udaljenost osjeta.
Kraće vrijeme zvonjenja općenito podržava kraće minimalne udaljenosti detekcije, iako konačna slijepa zona također ovisi o oporavku kruga, naponu odašiljača, prigušenju, postavkama praga i metodama obrade signala.
Ultrazvučni pretvarač ne proizvodi beskonačno usku ravnu zraku. Zrači akustičnu energiju kroz trodimenzionalni zvučni konus koji sadrži glavni režnjak i manje bočne režnjeve.
Širi snop može otkriti objekte na većem području, ali također može primiti neželjene refleksije od obližnjih zidova, nosača, cijevi ili površina kućišta. Uži snop pruža bolju selektivnost usmjerenja, ali zahtijeva točnije poravnanje senzora.
Piezoelektrični ultrazvučni pretvornik uglavnom se ponaša kao kapacitivno električno opterećenje. Njegov kapacitet utječe na struju pokretača, usklađivanje impedancije, gubitke pri prebacivanju i dizajn rezonantnog kruga.
Primijenjeni napon mora ostati unutar nazivnih granica kontinuiranog i pulsnog pogona sonde. Previsok napon pogona može uzrokovati pregrijavanje, depolarizaciju, mehanička oštećenja ili skraćeni životni vijek.
Temperatura utječe na brzinu zvuka, piezoelektrične karakteristike, rezonanciju, osjetljivost, ljepljive materijale i elektroničke komponente. Potvrdite i raspon radne temperature i raspon temperature skladištenja za stvarni model senzora.
Temperatura je jedna od najvažnijih varijabli okoliša jer mijenja brzinu zvuka. Uobičajena aproksimacija za suhi zrak blizu normalnih atmosferskih uvjeta je:
Brzina zvuka ≈ 331,3 + (0,606 × Temperatura u °C) m/s
Sustav koji uvijek pretpostavlja 343 m/s može razviti mjerljivu pogrešku udaljenosti kada se stvarna temperatura promijeni. Za aplikacije koje zahtijevaju stabilnu apsolutnu točnost, postavite temperaturni senzor u blizini akustičnog puta i ažurirajte izračun brzine zvuka.
Velike mete općenito vraćaju više akustične energije od malih meta. Cilj koji je uži od aktivnog zvučnog stošca može proizvesti slabu jeku ili omogućiti senzoru da otkrije veći objekt iza njega.
Vrijednosti maksimalnog raspona obično se mjere korištenjem određene ravne referentne mete. Praktični raspon za male žice, uske cijevi, zakrivljene predmete ili nepravilne dijelove može biti kraći.
Ravna, glatka meta daje najjači povrat kada je njena površina približno okomita na os senzora. Ako je površina nagnuta, velik dio akustične energije može se reflektirati od prijemnika.
Hrapave površine raspršuju zvuk u više smjerova i mogu tolerirati veću kutnu varijaciju, ali vraćena energija može biti manje predvidljiva.
Tvrde površine kao što su metal, staklo, kruta plastika, drvo i mirne tekuće površine često proizvode korisne refleksije. Meki, porozni ili vlaknasti materijali poput pjene, debele tkanine, pamuka i labave izolacije mogu apsorbirati ultrazvučnu energiju i smanjiti domet detekcije.
Prozirni objekti se često mogu otkriti jer ultrazvuk ne ovisi o vidljivoj prozirnosti. Međutim, glatka staklena ili plastična površina i dalje treba odgovarajući kut za reflektiranje zvuka natrag prema senzoru.
Objekti koji se nalaze unutar navedene slijepe zone ne mogu se pouzdano mjeriti. Senzor može prijaviti da nema cilja, nestabilnu vrijednost ili lažnu udaljenost generiranu zvonjavom i unutarnjim refleksijama.
Instalacija mora držati najbliži očekivani cilj izvan minimalne udaljenosti osjeta navedene u podatkovnoj tablici konačnog senzora ili modula.
Jak protok zraka može promijeniti efektivni put zvuka, dok gradijenti temperature koji se brzo mijenjaju mogu saviti akustični val ili promijeniti njegovu brzinu širenja duž puta mjerenja.
Izbjegavajte montažu senzora preciznog dometa neposredno pored otvora za vrući zrak, ventilatora za hlađenje, otvora za paru ili izvora topline s brzim fluktuacijama.
Umjerena vlažnost općenito ima manji učinak od temperature, ali vlaga još uvijek može utjecati na prigušenje zvuka i rad senzora. Kapljice vode, kondenzacija, led ili onečišćenje na prednjoj strani sonde mogu blokirati ili iskriviti putanju zvuka.
Primjena na otvorenom ili pri visokoj vlažnosti trebala bi koristiti odgovarajuće zatvorenu ili vodootpornu ultrazvučnu sondu umjesto pretpostavke da je senzor otvorenog tipa zaštićen od okoliša.
Zidovi, montažni nosači, zaštitni poklopci, rubovi spremnika i okviri stroja mogu vratiti neželjene odjeke. Ove refleksije mogu stići prije ili nakon ciljanog odjeka i uzrokovati lažna mjerenja.
Držite glavni zvučni konus čistim i testirajte kompletan sklop senzora u konačnom kućištu umjesto da procjenjujete samo goli pretvarač.
Kada nekoliko ultrazvučnih senzora radi blizu jedan drugom, jedan prijemnik može detektirati puls koji prenosi drugi senzor. To se zove akustičko preslušavanje i može stvoriti netočna očitanja udaljenosti.
Koristite sinkronizirano okidanje, sekvencijalno mjerenje, odgovarajući razmak, fizičku zvučnu izolaciju ili metode kodiranog prijenosa kako biste smanjili smetnje.
Koristite temperaturnu kompenzaciju. Izmjerite temperaturu zraka u blizini akustične staze i ažurirajte izračun brzine zvuka.
Držite metu izvan slijepe zone. Provjerite minimalnu mjernu udaljenost prema stvarnom pogonskom naponu i uvjetima kruga.
Ispravno poravnajte metu. Postavite glatke, ravne mete što je moguće bliže do okomito na os senzora.
Držite zvučni konus čistim. Spriječite da nosači, poklopci i stijenke kućišta uđu u polje detekcije.
Koristite pojasno propusno filtriranje. Filtrirajte radnu frekvenciju sonde kako biste smanjili širokopojasni električni i akustični šum.
Primijenite digitalno usrednjavanje ili filtriranje medijana. Višestruka mjerenja mogu smanjiti nasumični šum i odbaciti izolirane odstupanja.
Kontrola vremena odašiljača. Ostavite dovoljno vremena da prethodni eho nestane prije slanja novog impulsa.
Sinkronizirajte više senzora. Uključite senzore sekvencijalno ili koristite kontroliranu metodu sinkronizacije kako biste smanjili preslušavanje.
Kalibrirajte cijeli sklop. Testirajte senzor, kućište, konstrukciju za ugradnju i elektroniku zajedno na poznatim udaljenostima.
Testirajte reprezentativne ciljeve. Potvrdite izvedbu pomoću stvarne veličine objekta, materijala, kuta, brzine i uvjeta okoline.
Ultrazvučni senzori otvorenog tipa obično koriste metalno kućište s izloženim akustičnim otvorom. Obično se biraju za unutarnju elektroniku, razvojne ploče, robote, detekciju objekata i sustave za mjerenje udaljenosti osjetljive na troškove.
Mogu osigurati učinkovit prijenos zvuka, ali općenito nisu dizajnirani za izravno izlaganje kiši, prskanju vode, kondenzaciji ili ozbiljnoj kontaminaciji, osim ako nije drugačije navedeno.
Vodootporne ultrazvučne sonde otporne na vremenske uvjete imaju zapečaćenu prednju površinu i zaštitno kućište. Prikladni su za sustave parkiranja automobila, vanjsku opremu, mjerenje razine tekućine, sigurnosne proizvode i industrijske primjene izložene prašini ili vlazi.
Zaštitna struktura mijenja akustični odgovor, tako da vodootporni model mora biti usklađen s odgovarajućom pogonskom frekvencijom, naponom i prijemnim krugom.
Integrirani ultrazvučni modul za mjerenje dometa kombinira jedan ili više sondi s elektronikom za odašiljanje, prijemnim pojačanjem, obradom signala i digitalnim ili analognim izlaznim sučeljem.
Moduli pojednostavljuju razvoj sustava, ali daju manje kontrole nad internim valnim oblikom, pojačanjem i algoritmom detekcije nego prilagođeni krug temeljen na sondi.
Ultrazvučni pretvornici viših frekvencija imaju kraće valne duljine i mogu podržati detekciju manjih značajki ili specijaliziranijih mjerenja. Međutim, zvuk viših frekvencija općenito se jače prigušuje u zraku, što može smanjiti praktični raspon osjetila.
Frekvenciju treba odabrati prema rasponu, veličini cilja, razlučivosti, promjeru sonde, prigušenju okoline i propusnosti sustava, a ne prema pretpostavci da je viša frekvencija uvijek bolja.
| Prednosti | Ograničenja |
|---|---|
| Beskontaktno mjerenje udaljenosti i prisutnosti | Ima minimalnu udaljenost osjeta ili slijepu zonu |
| Može otkriti mnoge prozirne, tamne i reflektirajuće predmete | Meki ili porozni materijali mogu apsorbirati zvuk |
| Radi bez vidljivog osvjetljenja | Glatke nagnute mete mogu odbiti jeku |
| Može mjeriti razinu tekućine bez dodira s tekućinom | Pjena, valovi, turbulencija ili para mogu smanjiti pouzdanost |
| Isplativo za primjene kratkog i srednjeg dometa | Za točno određivanje raspona može biti potrebna temperaturna kompenzacija |
| Dostupni kao otvoreni, vodootporni, visokofrekventni i integrirani modeli | Višestruki senzori mogu međusobno ometati |
| Prikladno za kompaktne i integrirane elektroničke sustave | Obližnje strukture mogu stvoriti sekundarne refleksije |
Niti jedna senzorska tehnologija nije idealna za svaku primjenu. Odgovarajući izbor ovisi o meti, potrebnom dometu, brzini odziva, razlučivosti, uvjetima osvjetljenja, izloženosti okoliša i cijeni sustava.
| za usporedbu | Ultrazvučni senzor | Infracrveni ili fotoelektrični senzor | LiDAR ili laserski senzor udaljenosti |
|---|---|---|---|
| Princip mjerenja | Zvučno vrijeme leta | Reflektirana ili isprekidana svjetlost | Lasersko ili optičko vrijeme leta |
| Ciljana osjetljivost na boju | Općenito nizak | Može biti značajno | Ovisi o optičkoj refleksiji |
| Transparentna detekcija cilja | Često učinkovit s odgovarajućim ciljanim kutom | Može zahtijevati specijalizirani optički senzor | Može biti teško za prozirne materijale |
| Veličina grede | Relativno širok zvučni konus | Obično uži | Vrlo uska točka ili snop skeniranja |
| Brzina odziva | Ograničeno vremenom putovanja zvuka | Općenito brzo | Općenito brzo |
| Glavna briga za okoliš | Temperatura, protok zraka, apsorpcija i akustične refleksije | Ambijentalna svjetlost, prašina, boja i optička kontaminacija | Optička kontaminacija, refleksija, magla i cijena |
| Tipična snaga | Pouzdana beskontaktna detekcija različitih materijala | Brzo otkrivanje objekata i precizne svjetlosne točke | Dugi domet, uski snop i velika prostorna preciznost |
Mobilni roboti, automatizirana vođena vozila, servisni roboti i obrazovne platforme koriste ultrazvučne senzore za otkrivanje zidova, opreme, ljudi i drugih prepreka bez fizičkog kontakta.
Vodootporni ultrazvučni pretvarači ugrađeni u branike vozila mjere udaljenost do obližnjih prepreka i podržavaju sustave upozorenja na parkiranje, manevriranje pri malim brzinama i upozorenja na blizinu.
Ultrazvučni senzor razine usmjeren prema dolje mjeri udaljenost od senzora do površine tekućine. Regulator može izračunati preostalu visinu tekućine kada su poznate dimenzije spremnika i položaj senzora.
Pjenu, paru, miješanje, nagnute površine tekućine i unutarnje strukture spremnika treba procijeniti tijekom testiranja primjene.
Ultrazvučni senzori mogu otkriti proizvode na transporterima, nadzirati visinu hrpe, potvrditi prisutnost komponenti, prebrojati spremnike i otkriti prozirne boce ili filmove koji mogu biti teški za standardne optičke senzore.
Ultrazvučna detekcija može identificirati kretanje ili prisutnost u blizini vrata, ulaza, ograničenih područja i alarmnih sustava bez potrebe za vidljivim osvjetljenjem.
Ultrazvučni senzori kratkog dometa mogu mjeriti udaljenost između drona i tla tijekom lebdenja ili slijetanja na maloj visini. Moraju se uzeti u obzir protok zraka rotora, kut površine, smetnje trave i zvuka.
Ultrazvučno otkrivanje blizine može se integrirati u dozatore, kućanske aparate, upravljačke ploče, kante za otpad i druge proizvode koji zahtijevaju aktivaciju bez dodira ili praćenje razine.
Odabir prikladnog ultrazvučnog senzora zahtijeva više od odabira frekvencije. Dostavite dobavljaču potpune uvjete primjene kako bi se akustični, električni i mehanički dizajn mogli zajedno ocijeniti.
| Stavka odabira | Pitanja za potvrdu |
|---|---|
| Raspon mjerenja | Koje su minimalne i maksimalne ciljne udaljenosti? |
| Cilj | Koji su materijal mete, veličina, oblik, kut i brzina kretanja? |
| Frekvencija | Je li 40 kHz prikladno za traženi raspon i ciljnu veličinu? |
| Kut snopa | Je li potrebno široko područje detekcije ili uski usmjereni snop? |
| okoliš | Hoće li senzor biti izložen kiši, kondenzaciji, prašini, kemikalijama, vjetru ili ekstremnim temperaturama? |
| Točnost i rezolucija | Koju grešku mjerenja i ponovljivost aplikacija može prihvatiti? |
| Vrijeme odziva | Koliko brzo sustav mora otkriti ili pratiti cilj? |
| Električno sučelje | Je li potrebna gola sonda, par odašiljač-prijemnik, analogni izlaz ili digitalni modul? |
| Pogonski krug | Koji će se napon, burst valni oblik, arhitektura pojačala i prijemnika koristiti? |
| Mehanički dizajn | Koji promjer, visina, terminal, kabel, konektor i način montaže su potrebni? |
| Količina i prilagodba | Koja je količina prototipa, godišnji volumen i zahtjevi za prilagođene performanse? |
Kompletan zvučni konus držite podalje od zidova kućišta i nosača za montažu.
Ne prekrivajte akustični otvor običnom plastikom, debelom tkaninom ili neprikladnom mrežicom.
Držite najbližu metu izvan navedene mrtve zone.
Poravnajte glatke mete što je bliže moguće okomito na os senzora.
Koristite izolaciju od vibracija kada je senzor instaliran u blizini motora, pumpi ili mehaničkih pokretača.
Držite preklopne tragove visoke struje i bučne strujne krugove dalje od ulaza prijemnika.
Koristite odgovarajuće uzemljenje, zaštitu i filtriranje za slabe eho signale.
Spriječite nakupljanje vode, leda, ulja ili teške kontaminacije na prednjoj strani sonde.
Uzastopno aktivirajte susjedne ultrazvučne senzore kako biste smanjili akustične smetnje.
Kalibrirajte i potvrdite senzor nakon što se ugradi u kućište konačnog proizvoda.
Manorshi nudi otvorene, vodootporne, visokofrekventne ultrazvučne proizvode za pomoć pri parkiranju i senzore razine za proizvođače, programere elektronike i dobavljače industrijske opreme.
Dostupni parametri za procjenu mogu uključivati središnju frekvenciju, razinu zvučnog tlaka, osjetljivost prijema, kut snopa, kapacitet, vrijeme zvonjenja, radnu temperaturu, dimenzije kućišta, terminale, vodeće žice i zaštitu okoliša.
Pogledajte 40 kHz vodootporni ultrazvučni odašiljač i prijemnik ili pregledajte kompletan Manorshi raspon ultrazvučnih senzora.
Za novu primjenu navedite traženi raspon mjerenja, ciljni materijal, radno okruženje, napon napajanja, kut snopa, dimenzije, godišnju količinu i očekivani učinak. Kontaktirajte Manorshi kako biste razgovarali o odabiru senzora, uzorcima ili prilagođenim zahtjevima za ultrazvučne sonde.
Ultrazvučni senzor za domet je beskontaktni uređaj koji emitira ultrazvučni puls, detektira reflektirani odjek i izračunava udaljenost do cilja na temelju vremena povratnog putovanja zvuka.
Osnovna formula je Udaljenost = Vrijeme odjeka × Brzina zvuka ÷ 2 . Izračun se dijeli s dva jer izmjereno vrijeme uključuje izlazni put do cilja i povratni put do prijemnika.
Četrdeset kiloherca pruža praktičnu ravnotežu između veličine sonde, akustične snage, prigušenja zraka, dostupnosti komponenti i detekcije kratkog do srednjeg dometa. Uobičajen je, ali nije prikladan za svaku primjenu.
Ultrazvučni pretvarač je elektromehanička komponenta koja pretvara električnu energiju u ultrazvuk ili ultrazvuk u električni signal. Ultrazvučni senzor može se odnositi na samu sondu ili na kompletan modul koji sadrži sondu, pogon, prijamnik i elektroniku za obradu signala.
Slijepa zona je minimalno područje ispred senzora gdje pouzdano mjerenje udaljenosti nije moguće. Uglavnom je uzrokovan zvonjenjem sonde, vremenom oporavka strujnog kruga i jakim odaslanim signalom koji maskira bliski eho.
Temperatura mijenja brzinu zvuka u zraku. Ako izračun koristi fiksnu brzinu zvuka dok se stvarna temperatura mijenja, navedena udaljenost sadržavat će proporcionalnu pogrešku. Temperaturna kompenzacija poboljšava apsolutnu točnost.
Da. Ultrazvučno očitavanje ne oslanja se na refleksiju vidljive svjetlosti, tako da može otkriti mnoge prozirne materijale. Međutim, glatka prozirna površina mora biti postavljena pod odgovarajućim kutom kako bi se akustični eho vratio u prijemnik.
Detekcija je moguća, ali mekani, porozni i vlaknasti materijali mogu apsorbirati ultrazvučnu energiju i proizvesti slabe odjeke. Učinkoviti raspon treba testirati korištenjem stvarnog materijala, debljine i stanja površine.
Da. Senzor postavljen iznad spremnika može mjeriti udaljenost do površine tekućine bez dodirivanja tekućine. Mirne površine općenito daju bolje rezultate od pjenastih, turbulentnih, nagnutih ili jako zaparenih površina.
Ciljana boja obično ima malo izravnog učinka jer ultrazvučni senzori koriste zvuk umjesto vidljive svjetlosti. Površinski kut, tvrdoća, veličina, tekstura i akustična apsorpcija obično su važniji.
Mrak ne utječe na ultrazvučni senzor. Umjerena prašina ili magla mogu imati manji utjecaj nego na optičke senzore, ali jaka prašina, kapljice vode, kondenzacija ili materijal koji prekriva prednju stranu sonde i dalje mogu smanjiti performanse.
Ne. Ultrazvučni zvuk je mehanički val i za širenje mu je potreban medij poput zraka, plina, tekućine ili krutine. Konvencionalni ultrazvučni senzor za domet sa zračnom spregom ne može raditi u vakuumu.
Uobičajeni uzroci uključuju metu unutar slijepe zone, slabu akustičnu refleksiju, metu pod kutom ili u pokretu, strukturalne odjeke u blizini, električni šum, temperaturne varijacije, protok zraka, kontaminaciju sonde i smetnje drugih ultrazvučnih senzora.
Pokrećite senzore uzastopno i ostavite dovoljno vremena da svaki odaslani impuls i njegov odjek oslabe prije nego što aktivirate sljedeći senzor. Sinkronizacija, razmak, zvučna izolacija i kodirani signali također mogu smanjiti preslušavanje.
Odaberite širi snop kada ciljna pozicija varira ili je potrebno veće područje detekcije. Odaberite uži snop kada se moraju isključiti obližnji objekti ili je potrebno usmjerenije mjerenje. Procijenite kompletan odziv zvučne membrane, a ne samo jedan nazivni kut.
Senzori otvorenog tipa prikladni su za zaštićene unutarnje primjene i mogu ponuditi učinkovitu akustičnu izvedbu. Vodootporni senzori bolji su za automobile, vanjska okruženja, okruženja s razinom tekućine ili visoke vlažnosti. Ispravan izbor ovisi o izloženosti okoliša, opsegu i mehaničkim zahtjevima.
Navedite središnju frekvenciju, raspon mjerenja, detalje cilja, potrebni kut snopa, SPL odašiljanja, osjetljivost prijema, pogonski napon, vrstu kruga, radnu temperaturu, vodootporne zahtjeve, dimenzije, način montaže, terminale, duljinu kabela, konektor, zahtjeve za certifikaciju i godišnju količinu narudžbe.
