Megtekintések: 87 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2020-04-14 Eredet: Telek
Az ultrahangos hatótávolság-érzékelő egy érintésmentes érzékelő eszköz, amely ultrahangos hangimpulzusok továbbításával méri az érzékelő és a cél közötti távolságot, és méri, mennyi idő alatt tér vissza a visszavert visszhang.
Az ultrahanghullámok frekvenciája meghaladja a normál emberi hallástartományt, körülbelül 20 kHz-et. A levegőcsatlakozású távolságérzékelők általában 40 kHz körül működnek, bár a szükséges mérési tartománynak, felbontásnak, jelátalakító méretnek, sugármintázatnak és környezeti feltételeknek megfelelően más frekvenciákat is használnak.
Az optikai távolságérzékelőkkel ellentétben az ultrahangos érzékelő nem elsősorban a célpont színétől vagy a látható fény visszaverő képességétől függ. Ezért sok átlátszó, áttetsző, sötét vagy fényes tárgyat képes érzékelni, feltéve, hogy a cél kellően erős akusztikus visszhangot ad vissza a vevő felé.
Gyors válasz: Az ultrahangos távolságmérő érzékelő nagyfrekvenciás hangimpulzust küld a cél felé, fogadja a visszavert visszhangot, és kiszámítja a távolságot az oda-vissza utazási időből. Az alapképlet a távolság = hangsebesség × visszhangidő ÷ 2.
Az ultrahangos távolságmérő technológiát széles körben alkalmazzák a robotakadály-észlelésben, az autós parkolási asszisztensekben, a folyadékszint mérésében, az automata ajtókban, az ipari automatizálásban, a biztonsági rendszerekben, az anyagmozgatásban és a tárgyjelenlét-észlelésben.
Manorshi kellékek ultrahangos szenzorok és jelátalakítók távolságméréshez, tárgyfelismeréshez, parkolórendszerekhez, szintérzékeléshez és testreszabott elektronikus alkalmazásokhoz.
A legtöbb ultrahangos távolságérzékelő a repülési idő elvét használja , amelyet visszhangos tranzitidő módszernek is neveznek. A rendszer méri az ultrahang impulzus adása és a visszavert visszhang vétele közötti időt.
A vezérlőáramkör rövid elektromos robbanást generál az ultrahang-átalakító névleges frekvenciáján vagy annak közelében.
Az átviteli jelátalakító az elektromos jelet ultrahangos mechanikus rezgéssé alakítja.
Az ultrahang impulzus a levegőben halad a cél felé.
A hangenergia egy része visszaverődik a célfelületről.
A vevő a visszaadott akusztikus visszhangot kis elektromos jellé alakítja.
A jelkondicionáló áramkör felerősíti, szűri és érzékeli a visszhangot.
Egy mikrokontroller vagy időzítő áramkör méri az oda-vissza utazási időt és átalakítja azt távolsággá.
Távolság = (visszhang idő × hangsebesség) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d az érzékelő és a céltárgy közötti egyirányú távolság.
t a mért oda-vissza idő az adástól a visszhangvételig.
c a hang sebessége a mérőközegben.
Az eredményt elosztjuk kettővel, mert a hang a szenzortól a célpontig, majd vissza az érzékelőhöz jut.
Körülbelül 20°C-on a hangsebesség száraz levegőben körülbelül 343 m/s. Ha a mért visszhangidő 5,83 ezredmásodperc, a számított távolság:
Távolság = 0,00583 másodperc × 343 m/s ÷ 2
Távolság ≈ 1 méter
Ez a példa stabil levegő hőmérsékletet és jól érzékelhető visszhangot feltételez. A valódi rendszerek hőmérséklet-kompenzációt, jelszűrést, küszöbérzékelést, kalibrálást és többmintás átlagolást is alkalmazhatnak.
Számos ultrahangos távolságmérő átalakító magja egy piezoelektromos kerámia elem, amely fém membránhoz vagy rezonáló lemezhez van rögzítve. A szerelvény tartalmazhat rezonátort, akusztikus házat, kapcsokat, csillapító anyagot, védőhálót és környezeti tömítő alkatrészeket is.
Ha váltakozó elektromos feszültséget kapcsolunk a piezoelektromos kerámiára, az anyag kitágul és összehúzódik. Ez a mechanikai deformáció hatására a membrán rezeg, és ultrahanghullámokat sugároz a levegőbe.
A fordított piezoelektromos folyamat a vétel során megy végbe. A visszatérő ultrahang nyomáshullámok rezegtetik a membránt és a piezoelektromos elemet, kis elektromos jelet generálva, amelyet a vevő áramkör fel tud erősíteni és feldolgozni.
Egy tölcsér alakú vagy kürt alakú rezonátor javíthatja az akusztikus energia átvitelét a piezoelektromos elem és a környező levegő között. Geometriája befolyásolja az érzékenységet, a rezonanciafrekvenciát és a nyalábmintázatot is.
Fontos különbség: A levegőcsatlakozású ultrahangos mérés általában a célfelületről visszaverődő visszhangokat méri. Nem szabad összetéveszteni az orvosi képalkotó vagy ultrahangos, roncsolásmentes vizsgálórendszerekkel, amelyeket arra terveztek, hogy a hangot folyadékokon vagy szilárd anyagokon keresztül továbbítsák.
Az ultrahangos távolságmérő rendszer használhat külön adót és vevőt vagy egyetlen adó-vevőt, amely felváltva küldi és fogadja.
| Konfigurációs | munkamódszer | Tipikus előnyök | Tervezési szempontok |
|---|---|---|---|
| Külön adó és vevő | Az egyik jelátalakító folyamatosan vagy szakaszosan ad, míg a második jelátalakító visszhangokat fogad. | Külön adási és vételi utak, rugalmas áramkör-kialakítás, és nincs szükség egyetlen elem üzemmódok közötti váltásra. | Az érzékelők távolságát, beállítását, akusztikus csatolását és a közvetlen adó-vevő áthallást ellenőrizni kell. |
| Egyetlen ultrahangos adó-vevő | Az egyik elem továbbítja az impulzust, majd vételi módba kapcsol. | Kompakt mechanikai kialakítás és egyszerűbb beállítás az adó- és vevőtengelyek között. | A rendszernek meg kell várnia a mechanikus csengetés elhalványulását, mielőtt közeli visszhangot észlel. |
| Átmenő gerenda pár | Az adó és a vevő egymás felé néz, és a rendszer érzékeli, ha egy tárgy megszakítja a hangút. | Átlátszó fóliák, palackok és gyorsan mozgó tárgyak gyors reagálása és megbízható észlelése. | Ez a konfiguráció elsősorban a jelenlétet érzékeli, nem pedig a tükröző céltávolságot számítja ki. |
Az alábbi táblázat megőrzi a példakénti 40 kHz-es ultrahangos adó és vevő paramétereit az eredeti oldalról. Ezeket az értékeket nem szabad minden ultrahangos érzékelőre vonatkozó univerzális specifikációként kezelni. A meghajtó áramkör tervezése vagy a gyártási alkatrész jóváhagyása előtt mindig ellenőrizze a végleges alkatrészszámot, a vizsgálati feltételeket és a termék adatlapot.
| Specifikáció | Példa érték |
|---|---|
| Középfrekvencia | 40 ± 1,0 kHz |
| Hangnyomásszint átvitele | 100 dB minimum |
| Érzékenység fogadása | -72 dB minimum |
| Visszhangérzékenység | ≥230 mV |
| Csengetési idő | maximum 1,2 ms |
| Kapacitás 1 kHz-en | 2400 pF ±20% |
| Maximális folyamatos hajtási feszültség | 20 Vrms |
| Teljes sugárszög | 47° jellemző -6 dB-nél |
| Bomlási idő | ≤1,2 ms |
| Üzemi hőmérséklet | -30°C és +80°C között |
| Tárolási hőmérséklet | -30°C és +80°C között |
Ultrahangos távolságmérő átalakító szerkezete és méretei
40 kHz-es ultrahangos adó és vevő pár
Az ultrahangos mérési teljesítmény a jelátalakítótól, a meghajtó áramkörtől, a vevő áramkörtől, a jelfeldolgozó algoritmustól, a céltól és a telepítési környezettől függ. A következő paramétereket együtt kell értékelni, nem pedig egymástól függetlenül.
A középfrekvencia az a frekvencia, amelyen a jelátalakítót hatékony működésre tervezték. Egy névleges 40 kHz-es ultrahang-átalakító esetén az adó áramkör általában 40 kHz-hez közeli sorozatot generál, miközben a vevőt hasonló frekvenciatartományon szűrik.
Ha túl messzire vezet a rezonáns tartománytól, az csökkentheti az átvitt akusztikus energiát és a vételi érzékenységet. Az alkatrésztűrés, a hőmérséklet, a szerelés és a ház kialakítása szintén megváltoztathatja a hatásos választ.
Az átvitel hangnyomásszintje jelzi az ultrahang kimenet erősségét meghatározott vizsgálati körülmények között. A magasabb érték erősebb visszhangot vagy hosszabb érzékelési távolságot támogathat, de az eredmény függ a meghajtó feszültségétől, frekvenciától, hullámformájától, mérési távolságától és a tesztkészüléktől.
A hangnyomásértékeket csak akkor szabad összehasonlítani, ha az adatlapok egyenértékű mérési feltételeket használnak.
A vételi érzékenység azt írja le, hogy a vevő milyen hatékonyan alakítja át a bejövő ultrahangnyomást elektromos jellé. A nagyobb érzékenység javíthatja a gyenge visszhang észlelését, de a teljes rendszer az erősítő zajától, a szűrő sávszélességétől, az erősítéstől, a küszöbbeállításoktól és az elektromágneses interferenciától is függ.
A visszhangérzékenység a vett jelet jelenti egy meghatározott cél- és tesztelrendezés mellett. Egy hasznos távolságmérő rendszernek meg kell különböztetnie a valódi visszhangot az elektromos zajtól, a mechanikai vibrációtól, a közvetlen akusztikus csatolástól és a másodlagos visszaverődéstől.
A visszhangfelismerés javítására az automatikus erősítésszabályozás, a sávszűrő, a burkológörbe-érzékelés, a korrelációs feldolgozás és az adaptív küszöbértékek használhatók.
A jeladó burst befejezése után a jelátalakító és a mechanikai szerkezet rövid ideig tovább rezeg. Ezt a maradék rezgést csengetésnek vagy csengetésnek nevezik.
Ebben a helyreállítási időszakban a közeli cél visszhangot elrejtheti a sokkal erősebb maradék adójel. A megfelelő minimális mérhető távolságot nevezzük vakzóna , holtzónának vagy minimális érzékelési távolságnak .
A rövidebb csengetési idő általában rövidebb minimális érzékelési távolságokat tesz lehetővé, bár a végső vak zóna az áramkör helyreállításától, az adó feszültségétől, a csillapítástól, a küszöbbeállításoktól és a jelfeldolgozási módszerektől is függ.
Az ultrahangos átalakító nem állít elő végtelenül keskeny egyenes sugarat. Akusztikus energiát sugároz egy háromdimenziós hangkúpon keresztül, amely egy főlebenyet és kisebb oldallebenyeket tartalmaz.
A szélesebb sugár nagyobb területen érzékeli a tárgyakat, de nem kívánt visszaverődést kaphat a közeli falakról, konzolokról, csövekről vagy burkolat felületeiről. A keskenyebb sugár jobb irányszelektivitást biztosít, de pontosabb szenzorigazítást igényel.
A piezoelektromos ultrahangos átalakító nagyrészt kapacitív elektromos terhelésként viselkedik. Kapacitása befolyásolja a meghajtó áramát, az impedancia illesztését, a kapcsolási veszteségeket és a rezonanciaáramkör kialakítását.
Az alkalmazott feszültségnek a jelátalakító névleges folyamatos és impulzushajtási határain belül kell maradnia. A túlzott meghajtófeszültség túlmelegedést, depolarizációt, mechanikai sérüléseket vagy lerövidítheti az élettartamot.
A hőmérséklet befolyásolja a hang sebességét, a piezoelektromos jellemzőket, a rezonanciát, az érzékenységet, a ragasztóanyagokat és az elektronikus alkatrészeket. Erősítse meg az aktuális érzékelőmodell működési hőmérsékleti és tárolási hőmérsékleti tartományát.
A hőmérséklet az egyik legfontosabb környezeti változó, mert megváltoztatja a hangsebességet. A normál légköri körülményekhez közeli száraz levegő általánosan használt közelítése a következő:
Hangsebesség ≈ 331,3 + (0,606 × hőmérséklet °C-ban) m/s
Egy olyan rendszer, amely mindig 343 m/s-ot feltételez, mérhető távolsághibát fejleszthet a tényleges hőmérséklet megváltozásakor. A stabil abszolút pontosságot igénylő alkalmazásoknál helyezzen el egy hőmérséklet-érzékelőt az akusztikus út közelébe, és frissítse a hangsebesség-számítást.
A nagy célok általában több akusztikus energiát adnak vissza, mint a kis célok. Az aktív hangkúpnál keskenyebb célpont gyenge visszhangot kelthet, vagy lehetővé teheti az érzékelő számára, hogy nagyobb tárgyat észleljen mögötte.
A maximális tartományértékeket általában egy meghatározott lapos referenciacél segítségével mérik. A kis vezetékek, keskeny csövek, ívelt tárgyak vagy szabálytalan részek praktikus hatótávolsága rövidebb lehet.
A lapos, sima céltárgy akkor biztosítja a legerősebb visszaút, ha felülete megközelítőleg merőleges az érzékelő tengelyére. Ha a felület meg van döntve, az akusztikus energia nagy része visszaverődhet a vevőről.
A durva felületek több irányba szórják a hangot, és nagyobb szögváltozást is elviselhetnek, de a visszaadott energia kevésbé megjósolható.
A kemény felületek, mint például a fém, az üveg, a merev műanyag, a fa és a nyugodt folyékony felületek gyakran hasznos visszaverődést keltenek. A puha, porózus vagy rostos anyagok, például hab, vastag szövet, pamut és laza szigetelés elnyelhetik az ultrahangenergiát, és csökkenthetik az érzékelési tartományt.
Az átlátszó tárgyak gyakran észlelhetők, mivel az ultrahang nem függ a látható átlátszóságtól. A sima üveg vagy műanyag felületnek azonban megfelelő szögben kell lennie ahhoz, hogy a hangot visszaverje az érzékelő felé.
A meghatározott vak zónán belül található objektumok nem mérhetők megbízhatóan. Az érzékelő jelezheti, hogy nincs cél, instabil értéket vagy hamis távolságot generál a csengetés és a belső visszaverődés.
A telepítésnek a legközelebbi várható célpontot a végső érzékelő vagy modul adatlapján megadott minimális érzékelési távolságon túl kell tartania.
Az erős légáramlás megváltoztathatja az effektív hangutat, míg a gyorsan változó hőmérsékleti gradiensek meghajlíthatják az akusztikus hullámot vagy megváltoztathatják terjedési sebességét a mérési útvonal mentén.
Kerülje a precíziós távolságmérő érzékelő közvetlen forrólevegő-kimenetek, hűtőventilátorok, gőzszellőzők vagy gyorsan ingadozó hőforrások mellé történő felszerelését.
A mérsékelt páratartalom általában kisebb hatással van, mint a hőmérséklet, de a nedvesség továbbra is befolyásolhatja az akusztikus csillapítást és az érzékelő működését. A jeladó felületén lévő vízcseppek, páralecsapódás, jég vagy szennyeződés blokkolhatja vagy torzíthatja a hangút.
A kültéri vagy magas páratartalmú alkalmazásokhoz megfelelően lezárt vagy vízálló ultrahangos átalakítót kell használni, ahelyett, hogy azt feltételeznénk, hogy a nyitott típusú érzékelő környezetvédett.
A falak, a rögzítőkonzolok, a védőburkolatok, a tartály szélei és a gépvázak nem kívánt visszhangot kelthetnek. Ezek a visszaverődések a tervezett célvisszhang előtt vagy után érkezhetnek, és téves méréseket okozhatnak.
Tartsa tisztán a fő hangkúpot, és tesztelje a teljes érzékelőegységet a végső házban, ahelyett, hogy csak a csupasz jelátalakítót értékelné.
Ha több ultrahangos érzékelő működik közel egymáshoz, az egyik vevő érzékelheti a másik érzékelő által kibocsátott impulzust. Ezt akusztikus áthallásnak nevezik, és helytelen távolságleolvasást eredményezhet.
Az interferencia csökkentése érdekében használjon szinkronizált triggerelést, szekvenciális mérést, megfelelő távolságot, fizikai akusztikus izolálást vagy kódolt átviteli módszereket.
Használjon hőmérséklet-kompenzációt. Mérje meg a levegő hőmérsékletét az akusztikus út közelében, és frissítse a hangsebesség számítását.
Tartsa a célpontot a vak zónán kívül. Ellenőrizze a minimális mérési távolságot a tényleges hajtásfeszültség és áramköri feltételek mellett.
Igazítsa a célpontot megfelelően. Pozícionálja a sima, lapos célpontokat a lehető legközelebb az érzékelő tengelyére merőlegeshez.
Tartsa tisztán a hangkúpot. Akadályozza meg, hogy a konzolok, burkolatok és burkolatfalak az észlelési mezőbe kerüljenek.
Használjon sávszűrőt. Szűrje a jelátalakító működési frekvenciáját a szélessávú elektromos és akusztikus zaj csökkentése érdekében.
Alkalmazzon digitális átlagolást vagy mediánszűrést. A többszörös mérés csökkentheti a véletlenszerű zajt, és elutasíthatja az elszigetelt kiugró értékeket.
A távadó időzítésének vezérlése. Hagyjon elegendő időt az előző visszhang eltűnésére, mielőtt újabb impulzust küldene.
Több érzékelő szinkronizálása. Az érzékelőket szekvenciálisan indítsa el, vagy használjon ellenőrzött szinkronizálási módszert az áthallás csökkentése érdekében.
Kalibrálja a teljes szerelvényt. Tesztelje együtt az érzékelőt, a házat, a rögzítési szerkezetet és az elektronikát ismert távolságokon.
Tesztelje a reprezentatív célokat. Érvényesítse a teljesítményt a tényleges tárgyméret, anyag, szög, sebesség és környezeti feltételek alapján.
A nyitott típusú ultrahangos érzékelők általában fémházat használnak, szabad akusztikus nyílással. Általában beltéri elektronikához, fejlesztői táblákhoz, robotokhoz, tárgyészlelő és költségérzékeny távolságmérő rendszerekhez használják.
Hatékony akusztikus átvitelt biztosítanak, de általában nem úgy tervezték őket, hogy közvetlen esőnek, vízpermetnek, páralecsapódásnak vagy súlyos szennyeződésnek legyenek kitéve, hacsak másképp nem rendelkeznek.
A vízálló vagy időjárásálló ultrahangos átalakítók tömített elülső felülettel és védőházzal rendelkeznek. Alkalmasak autóipari parkolórendszerekhez, kültéri berendezésekhez, folyadékszint méréshez, biztonsági termékekhez és pornak vagy nedvességnek kitett ipari alkalmazásokhoz.
A védőszerkezet megváltoztatja az akusztikus reakciót, ezért a vízálló modellt megfelelő frekvenciával, feszültséggel és vevőáramkörrel kell illeszteni.
Az integrált ultrahangos távolságmérő modul egy vagy több jelátalakítót kombinál adó elektronikával, vételi erősítéssel, jelfeldolgozással és digitális vagy analóg kimeneti interfésszel.
A modulok leegyszerűsítik a rendszerfejlesztést, de kevésbé szabályozzák a belső hullámformát, az erősítést és az észlelési algoritmust, mint egy egyedi jelátalakító alapú áramkör.
A magasabb frekvenciájú ultrahang-átalakítók rövidebb hullámhosszúak, és támogathatják a kisebb jellemzők vagy speciálisabb mérések észlelését. A magasabb frekvenciájú hang azonban általában erősebben csillapodik a levegőben, ami csökkentheti a gyakorlati érzékelési tartományt.
A frekvenciát a tartomány, a célméret, a felbontás, a jelátalakító átmérője, a környezeti csillapítás és a rendszer sávszélessége szerint kell kiválasztani, nem pedig azt feltételezni, hogy a magasabb frekvencia mindig jobb.
| Előnyök | Korlátozások |
|---|---|
| Érintésmentes távolság- és jelenlétmérés | Minimális érzékelési távolsággal vagy vak zónával rendelkezik |
| Sok átlátszó, sötét és tükröződő tárgyat képes észlelni | A puha vagy porózus anyagok elnyelik a hangot |
| Látható megvilágítás nélkül működik | A sima szögű célpontok visszaverhetik a visszhangot |
| A folyadékszintet a folyadékkal való érintkezés nélkül tudja mérni | A hab, a hullámok, a turbulencia vagy a gőz csökkentheti a megbízhatóságot |
| Költséghatékony rövid és közepes hatótávolságú alkalmazásokhoz | A pontos méréshez hőmérséklet-kompenzációra lehet szükség |
| Nyitott, vízálló, nagyfrekvenciás és integrált modellben kapható | Több érzékelő zavarhatja egymást |
| Kompakt és integrált elektronikus rendszerekhez alkalmas | A közeli struktúrák másodlagos reflexiókat hozhatnak létre |
Nincs egyetlen érzékelő technológia sem ideális minden alkalmazáshoz. A megfelelő választás a céltól, a szükséges hatótávolságtól, a válaszsebességtől, a felbontástól, a fényviszonyoktól, a környezeti expozíciótól és a rendszer költségétől függ.
| összehasonlítása | Ultrahangos érzékelő | infravörös vagy fotoelektromos érzékelővel, | LiDAR vagy lézeres távolságérzékelővel |
|---|---|---|---|
| Mérési elv | Repülési hangidő | Visszavert vagy megszakított fény | Lézeres vagy optikai repülési idő |
| Cél színérzékenység | Általában alacsony | Jelentős lehet | Az optikai visszaverődéstől függ |
| Átlátszó célfelismerés | Gyakran hatékony megfelelő célszöggel | Szükség lehet speciális optikai érzékelőre | Nehéz lehet átlátszó anyagok esetén |
| Gerenda mérete | Viszonylag széles hangkúp | Általában keskenyebb | Nagyon keskeny pont vagy pásztázó sugár |
| Válasz sebesség | A hangos utazási idő korlátozza | Általában gyors | Általában gyors |
| Fő környezetvédelmi szempont | Hőmérséklet, légáramlás, abszorpció és akusztikus visszaverődés | Környezeti fény, por, szín és optikai szennyeződés | Optikai szennyeződés, visszaverődés, köd és költség |
| Tipikus erősség | Változatos anyagok megbízható érintésmentes érzékelése | Gyors tárgyfelismerés és precíz fényfoltok | Nagy hatótáv, keskeny sugár és nagy térbeli pontosság |
A mobil robotok, az automatizált irányított járművek, a kiszolgáló robotok és az oktatási platformok ultrahangos érzékelőket használnak a falak, berendezések, emberek és egyéb akadályok fizikai érintkezés nélküli észlelésére.
A járművek lökhárítójába szerelt vízálló ultrahangos jelátalakítók mérik a távolságot a közeli akadályoktól, és támogatják a parkolásra figyelmeztető rendszereket, az alacsony sebességű manőverezést és a közelségriasztásokat.
Egy lefelé néző ultrahangos szintérzékelő méri az érzékelő és a folyadék felületének távolságát. A vezérlő képes kiszámítani a maradék folyadék magasságát, ha ismertek a tartály méretei és az érzékelő pozíciója.
Az alkalmazási vizsgálat során értékelni kell a habot, a gőzt, a keverést, a ferde folyadékfelületeket és a belső tartályszerkezeteket.
Az ultrahangos érzékelők képesek észlelni a szállítószalagokon lévő termékeket, ellenőrizni a köteg magasságát, ellenőrizni az alkatrészek jelenlétét, megszámolni a tartályokat, és észlelni az átlátszó palackokat vagy fóliákat, amelyek a szokásos optikai érzékelők számára nehézséget okozhatnak.
Az ultrahangos érzékelés látható megvilágítás nélkül képes azonosítani a mozgást vagy a jelenlétet az ajtók, bejáratok, korlátozott területek és riasztórendszerek közelében.
A kis hatótávolságú ultrahangos érzékelők képesek mérni a drón és a talaj közötti távolságot kis magasságban lebegés vagy leszállás során. Figyelembe kell venni a rotor légáramlását, a felület szögét, a fű és a hang interferenciáját.
Az ultrahangos közelségérzékelés beépíthető adagolókba, háztartási készülékekbe, vezérlőpanelekbe, szemeteskukákba és egyéb érintésmentes aktiválást vagy szintfigyelést igénylő termékekbe.
A megfelelő ultrahangos érzékelő kiválasztása többet igényel, mint a frekvencia kiválasztása. Biztosítsa a szállítónak a teljes alkalmazási feltételeket, hogy az akusztikai, elektromos és mechanikai tervezés együtt értékelhető legyen.
| Megerősítendő | kérdések |
|---|---|
| Mérési tartomány | Mekkora a minimális és maximális céltávolság? |
| Cél | Mi a céltárgy anyaga, mérete, alakja, szöge és mozgási sebessége? |
| Frekvencia | A 40 kHz megfelelő a kívánt tartományhoz és célmérethez? |
| Nyalábszög | Széles érzékelési területre vagy keskeny iránysugárra van szükség? |
| Környezet | Találkozik az érzékelő esővel, páralecsapódással, porral, vegyszerekkel, széllel vagy szélsőséges hőmérsékletekkel? |
| Pontosság és felbontás | Milyen mérési hibát és megismételhetőséget fogadhat el a pályázat? |
| Válaszidő | Milyen gyorsan kell a rendszernek észlelnie vagy követnie a célpontot? |
| Elektromos interfész | Csupasz jelátalakító, adó-vevő pár, analóg kimenet vagy digitális modul szükséges? |
| Meghajtó áramkör | Milyen feszültség, burst hullámforma, erősítő és vevő architektúra kerül felhasználásra? |
| Mechanikai tervezés | Milyen átmérőre, magasságra, kivezetésre, kábelre, csatlakozóra és rögzítési módra van szükség? |
| Mennyiség és testreszabás | Melyek a prototípus mennyisége, éves mennyisége és az egyedi teljesítmény követelményei? |
Tartsa távol a teljes hangkúpot a burkolat falaitól és a tartókonzoloktól.
Ne takarja le az akusztikus nyílást közönséges műanyaggal, vastag szövettel vagy nem megfelelő hálóval.
Tartsa a legközelebbi célpontot a megadott holtzónán kívül.
Igazítsa a sima célpontokat a lehető legközelebb az érzékelési tengelyre merőlegeshez.
Használjon rezgésszigetelést, ha az érzékelőt motorok, szivattyúk vagy mechanikus működtetők közelében szerelik fel.
Tartsa távol a nagyáramú kapcsolási nyomokat és a zajos áramköröket a vevő bemenetétől.
Gyenge visszhangjelek esetén használjon megfelelő földelést, árnyékolást és szűrést.
Akadályozza meg, hogy víz, jég, olaj vagy erős szennyeződés gyűljön össze a jeladó felületén.
Az akusztikus interferencia csökkentése érdekében egymás után indítsa el a szomszédos ultrahangos érzékelőket.
Kalibrálja és érvényesítse az érzékelőt, miután beszerelte a végtermék házába.
A Manorshi nyitott típusú, vízálló, nagyfrekvenciás, parkolást segítő és szintérzékelős ultrahangos termékeket kínál gyártók, elektronikai fejlesztők és ipari berendezések beszállítói számára.
A rendelkezésre álló értékelési paraméterek közé tartozhatnak a középfrekvencia, a hangnyomásszint, a vételi érzékenység, a sugárzási szög, a kapacitás, a csengetési idő, az üzemi hőmérséklet, a ház méretei, a kapcsok, a vezetékek és a környezetvédelem.
Tekintse meg a 40 kHz-es vízálló ultrahangos adó és vevő, vagy böngésszen a teljes között Manorshi ultrahangos érzékelőcsalád.
Új alkalmazás esetén adja meg a szükséges mérési tartományt, célanyagot, működési környezetet, tápfeszültséget, sugárszöget, méreteket, éves mennyiséget és várható teljesítményt. Lépjen kapcsolatba a Manorshi-val , hogy megbeszélje az érzékelő kiválasztását, a mintákat vagy a testreszabott ultrahangos jelátalakítókra vonatkozó követelményeket.
Az ultrahangos távolságérzékelő egy érintésmentes eszköz, amely ultrahang impulzust bocsát ki, érzékeli a visszavert visszhangot, és a hang oda-vissza utazási idejéből kiszámítja a célpont távolságát.
Az alapképlet a távolság = visszhangidő × hangsebesség ÷ 2 . A számítást elosztjuk kettővel, mert a mért idő magában foglalja a célhoz való kifelé utat és a vevőhöz való visszautat.
A negyven kilohertz praktikus egyensúlyt biztosít a jelátalakító mérete, az akusztikus kimenet, a levegő csillapítása, az alkatrészek rendelkezésre állása és a rövid és közepes hatótávolságú érzékelés között. Gyakori, de nem minden alkalmazáshoz alkalmas.
Az ultrahangos átalakító olyan elektromechanikus alkatrész, amely az elektromos energiát ultrahanggá vagy az ultrahangot elektromos jellé alakítja. Az ultrahangos érzékelő utalhat önmagában a jelátalakítóra vagy egy teljes modulra, amely tartalmazza az átalakítót, a meghajtót, a vevőt és a jelfeldolgozó elektronikát.
A vak zóna az a minimális terület az érzékelő előtt, ahol nem lehetséges megbízható távolságmérés. Főleg a jelátalakító csengetése, az áramkör helyreállítási ideje és az erős átvitt jel, amely közel visszhangot takar.
A hőmérséklet megváltoztatja a hang sebességét a levegőben. Ha a számítás rögzített hangsebességet használ, miközben a tényleges hőmérséklet változik, akkor a közölt távolság arányos hibát tartalmaz. A hőmérséklet-kompenzáció javítja az abszolút pontosságot.
Igen. Az ultrahangos érzékelés nem támaszkodik a látható fény visszaverődésére, így sok átlátszó anyagot képes észlelni. Azonban egy sima átlátszó felületet megfelelő szögben kell elhelyezni, hogy az akusztikus visszhang visszatérjen a vevőhöz.
Az észlelés lehetséges, de a puha, porózus és rostos anyagok elnyelik az ultrahang energiáját, és gyenge visszhangot keltenek. Az effektív tartományt a tényleges anyag, vastagság és felületi állapot alapján kell tesztelni.
Igen. A tartály fölé szerelt érzékelő képes mérni a folyadék felületétől való távolságot anélkül, hogy hozzáérne a folyadékhoz. A nyugodt felületek általában jobb eredményeket adnak, mint a habzó, turbulens, szögletes vagy erősen párával borított felületek.
A célszínnek általában nincs közvetlen hatása, mivel az ultrahangos érzékelők hangot használnak, nem látható fényt. A felület szöge, keménysége, mérete, textúrája és akusztikai elnyelése általában fontosabb.
A sötétség nem befolyásolja az ultrahangos érzékelést. A mérsékelt por vagy köd kevésbé hathat, mint az optikai érzékelőkre, de a nagy por, vízcseppek, páralecsapódás vagy a jelátalakító felületét borító anyag csökkentheti a teljesítményt.
Nem. Az ultrahang hang mechanikus hullám, és olyan közegre van szükség, mint a levegő, gáz, folyadék vagy szilárd anyag, amelyen keresztül terjed. A hagyományos légcsatolással ellátott ultrahangos távolságmérő érzékelő nem működik vákuumban.
A gyakori okok közé tartozik a vak zónán belüli célpont, gyenge akusztikus visszaverődés, szögben álló vagy mozgó céltárgy, közeli szerkezeti visszhangok, elektromos zaj, hőmérséklet-ingadozás, légáramlás, a jelátalakító szennyeződése és más ultrahangos érzékelők által okozott interferencia.
Működtesse egymás után az érzékelőket, és hagyjon elegendő időt minden továbbított impulzus és visszhangjának csillapítására, mielőtt aktiválná a következő érzékelőt. A szinkronizálás, a térköz, az akusztikus leválasztás és a kódolt jelek szintén csökkenthetik az áthallást.
Válasszon szélesebb sugarat, ha a célpozíció változik, vagy nagyobb érzékelési területre van szükség. Válasszon keskenyebb sugarat, ha a közeli objektumokat ki kell zárni, vagy nagyobb iránymérés szükséges. Értékelje a teljes hangkúp-választ, ne csak egy névleges szöget.
A nyitott típusú érzékelők védett beltéri alkalmazásokhoz alkalmasak, és hatékony akusztikai teljesítményt nyújtanak. A vízálló érzékelők jobbak autóipari, kültéri, folyadékszintű vagy magas páratartalmú környezetben. A helyes választás a környezeti hatástól, a hatótávolságtól és a mechanikai követelményektől függ.
Adja meg a középfrekvenciát, a mérési tartományt, a cél részleteit, a szükséges sugárzási szöget, az átviteli SPL-t, a vételi érzékenységet, a meghajtó feszültségét, az áramkör típusát, az üzemi hőmérsékletet, a vízállósági követelményeket, a méreteket, a rögzítési módot, a kivezetéseket, a kábelhosszt, a csatlakozót, a tanúsítási követelményeket és az éves rendelési mennyiséget.
