Қарау саны: 87 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 14.04.2020 Шығу орны: Сайт
Ультрадыбыстық диапазонды өлшеу сенсоры ультрадыбыстық дыбыс импульстерін беру және шағылысқан жаңғырықтың қайтып оралу үшін қанша уақыт кететінін өлшеу арқылы сенсор мен нысана арасындағы қашықтықты өлшейтін жанаспайтын зондтау құрылғысы болып табылады.
Ультрадыбыстық толқындардың жиілігі адамның қалыпты есту диапазонынан шамамен 20 кГц жоғары болады. Ауамен байланысқан қашықтық сенсорлары әдетте 40 кГц шамасында жұмыс істейді, дегенмен басқа жиіліктер қажетті өлшеу диапазонына, ажыратымдылыққа, түрлендіргіш өлшеміне, сәуле үлгісіне және қоршаған орта жағдайларына сәйкес пайдаланылады.
Оптикалық қашықтық сенсорларынан айырмашылығы, ультрадыбыстық сенсор негізінен нысананың түсіне немесе көрінетін жарықтың шағылысуына байланысты емес. Сондықтан ол нысан қабылдағышқа жеткілікті күшті акустикалық жаңғырық қайтарған жағдайда көптеген мөлдір, мөлдір, күңгірт немесе жылтыр нысандарды анықтай алады.
Жылдам жауап: Ультрадыбыстық диапазон датчигі нысанаға жоғары жиілікті дыбыс импульсін жібереді, шағылысқан жаңғырықты қабылдайды және кері сапар уақытынан қашықтықты есептейді. Негізгі формула: Қашықтық = Дыбыс жылдамдығы × Эхо уақыты ÷ 2.
Ультрадыбыстық диапазон технологиясы робот кедергілерін анықтауда, автокөлік тұрағына көмек көрсетуде, сұйықтық деңгейін өлшеуде, автоматты есіктерде, өнеркәсіптік автоматтандыруда, қауіпсіздік жүйелерінде, материалды өңдеуде және объектінің болуын анықтауда кеңінен қолданылады.
Манорши керек-жарақтары ультрадыбыстық сенсорлар мен түрлендіргіштер . қашықтықты өлшеуге, нысанды анықтауға, тұрақ жүйелеріне, деңгейді анықтауға және теңшелген электрондық қолданбаларға арналған
Көптеген ультрадыбыстық қашықтық сенсорлары ұшу уақыты принципін пайдаланады , сонымен қатар эхо транзиттік уақыт әдісі деп аталады. Жүйе ультрадыбыстық импульсті беру мен оның шағылысқан жаңғырығын қабылдау арасындағы уақытты өлшейді.
Басқару тізбегі ультрадыбыстық түрлендіргіштің номиналды жиілігінде немесе оның жанында қысқа электрлік жарылысты жасайды.
Таратқыш түрлендіргіш электр сигналын ультрадыбыстық механикалық тербеліске түрлендіреді.
Ультрадыбыстық импульс ауа арқылы нысанаға қарай таралады.
Дыбыс энергиясының бір бөлігі нысана бетінен шағылысады.
Қабылдағыш қайтарылған акустикалық жаңғырықты шағын электрлік сигналға түрлендіреді.
Сигналды кондиционерлеу тізбегі жаңғырықты күшейтеді, сүзеді және анықтайды.
Микроконтроллер немесе уақыт тізбегі екі жаққа бару уақытын өлшейді және оны қашықтыққа түрлендіреді.
Қашықтық = (Жаңғырық уақыты × Дыбыс жылдамдығы) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d - сенсор мен нысана арасындағы бір жақты қашықтық.
t – жіберуден жаңғырық қабылдауға дейінгі өлшенген бару уақыты.
c – өлшеу ортасындағы дыбыс жылдамдығы.
Нәтиже екіге бөлінеді, себебі дыбыс сенсордан нысанаға, содан кейін сенсорға қайтады.
Шамамен 20°C температурада құрғақ ауадағы дыбыс жылдамдығы шамамен 343 м/с құрайды. Өлшенген жаңғырық уақыты 5,83 миллисекунд болса, есептелген қашықтық:
Қашықтық = 0,00583 секунд × 343 м/с ÷ 2
Қашықтық ≈ 1 метр
Бұл мысал тұрақты ауа температурасын және анық анықталатын жаңғырықты болжайды. Нақты жүйелер сонымен қатар температура компенсациясын, сигналды сүзуді, шекті анықтауды, калибрлеуді және көп үлгіні орташалауды қолдана алады.
Көптеген ультрадыбыстық диапазонды түрлендіргіштердің өзегі металл диафрагмаға немесе резонациялық пластинаға бекітілген пьезоэлектрлік керамикалық элемент болып табылады. Жинақта резонатор, акустикалық корпус, терминалдар, демпферлік материал, қорғаныс торы және қоршаған ортаны тығыздауыш компоненттері де болуы мүмкін.
Пьезоэлектрлік керамикаға айнымалы электр кернеуін қолданғанда материал кеңейеді және жиырылады. Бұл механикалық деформация диафрагманың дірілдеуіне және ультрадыбыстық толқындарды ауаға шығаруына әкеледі.
Қабылдау кезінде кері пьезоэлектрлік процесс жүреді. Қайтарылатын ультрадыбыстық қысым толқындары диафрагма мен пьезоэлектрлік элементті дірілдеп, қабылдау тізбегі арқылы күшейтілетін және өңделетін шағын электрлік сигнал жасайды.
Шұңқыр немесе мүйіз тәрізді резонатор пьезоэлектрлік элемент пен қоршаған ауа арасындағы акустикалық энергияның берілуін жақсарта алады. Оның геометриясы сонымен қатар сезімталдыққа, резонанстық жиілікке және сәуленің үлгісіне әсер етеді.
Маңызды айырмашылық: Ауамен байланысқан ультрадыбыстық диапазон әдетте мақсатты беттен шағылған жаңғырықты өлшейді. Оны сұйықтар немесе қатты материалдар арқылы дыбысты беруге арналған медициналық бейнелеу немесе ультрадыбыстық бұзылмайтын сынақ жүйелерімен шатастырмау керек.
Ультрадыбыстық диапазон жүйесі бөлек таратқыш пен қабылдағышты немесе жіберу мен қабылдау арасында ауысатын жалғыз қабылдағышты пайдалана алады.
| Конфигурацияның | жұмыс әдісі | Типтік артықшылықтар | Дизайнды қарастыру |
|---|---|---|---|
| Бөлек таратқыш пен қабылдағыш | Бір түрлендіргіш үздіксіз немесе үзіліспен таратады, ал екінші түрлендіргіш жаңғырықтарды қабылдайды. | Бөлек жіберу және қабылдау жолдары, икемді схема дизайны және режимдер арасында бір элементті ауыстырудың қажеті жоқ. | Датчиктердің аралығы, туралануы, акустикалық байланысы және тікелей таратқыш пен қабылдағыш арасындағы айқаспалы байланыс бақылануы керек. |
| Бірыңғай ультрадыбыстық қабылдағыш | Бір элемент импульсті жібереді, содан кейін қабылдау режиміне ауысады. | Ықшам механикалық дизайн және жіберу және қабылдау осьтері арасында оңай теңестіру. | Жүйе жақын қашықтықтағы жаңғырықтарды анықтамас бұрын механикалық қоңыраудың ыдырауын күтуі керек. |
| Аралық жұп | Таратқыш пен қабылдағыш бір-біріне қарап тұрады және жүйе нысанның дыбыс жолын үзгенін анықтайды. | Жылдам жауап беру және мөлдір пленкаларды, бөтелкелерді және жылдам қозғалатын заттарды сенімді анықтау. | Бұл конфигурация шағылысатын мақсатты қашықтықты есептемей, ең алдымен қатысуды анықтайды. |
Төмендегі кестеде бастапқы беттегі 40 кГц ультрадыбыстық таратқыш пен қабылдағыш параметрлерінің үлгісі сақталған. Бұл мәндерді әрбір ультрадыбыстық сенсор үшін әмбебап сипаттамалар ретінде қарастыруға болмайды. Жетек тізбегін жобаламас немесе өндірістік құрамдас бөлікті мақұлдамас бұрын әрқашан соңғы бөлік нөмірін, сынақ шарттарын және өнімнің деректер парағын растаңыз.
| Спецификация | Мысал мәні |
|---|---|
| Орталық жиілік | 40 ± 1,0 кГц |
| Дыбыс қысымының деңгейі | Ең аз 100 дБ |
| Қабылдау сезімталдығы | −72 дБ минимум |
| Эхо сезімталдығы | ≥230 мВ |
| Қоңырау шалу уақыты | Максимум 1,2 мс |
| Сыйымдылық 1 кГц | 2400 пФ ±20% |
| Максималды үздіксіз қозғалыс кернеуі | 20 Vrms |
| Толық сәуле бұрышы | 47° типтік -6 дБ |
| Ыдырау уақыты | ≤1,2 мс |
| Жұмыс температурасы | −30°C және +80°C |
| Сақтау температурасы | −30°C және +80°C |
Ультрадыбыстық диапазондағы түрлендіргіш құрылымы мен өлшемдері
40 кГц ультрадыбыстық таратқыш пен қабылдағыш жұбы
Ультрадыбыстық диапазонның өнімділігі түрлендіргішке, жетек тізбегіне, қабылдау тізбегіне, сигналды өңдеу алгоритміне, мақсатқа және орнату ортасына байланысты. Келесі параметрлерді тәуелсіз емес, бірге бағалау керек.
Орталық жиілік - түрлендіргіш тиімді жұмыс істеуге арналған жиілік. Номиналды 40 кГц ультрадыбыстық түрлендіргіш үшін жіберу тізбегі әдетте 40 кГц-ке жақын жарылыс жасайды, ал қабылдағыш ұқсас жиілік диапазонында сүзіледі.
Резонанстық аймақтан тым алыс жүру жіберілетін акустикалық энергия мен қабылдау сезімталдығын төмендетуі мүмкін. Құрамдас бөліктерге төзімділік, температура, монтаждау және корпус дизайны да тиімді әрекетті өзгертуі мүмкін.
Берілетін дыбыс қысымының деңгейі белгіленген сынақ жағдайларындағы ультрадыбыстық шығыстың күшін көрсетеді. Жоғары мән күштірек жаңғырықты немесе ұзағырақ сезіну қашықтығын қолдай алады, бірақ нәтиже жетек кернеуіне, жиілікке, толқын пішініне, өлшеу қашықтығына және сынақ қондырғысына байланысты.
Дыбыс қысымының мәндерін деректер парақтары баламалы өлшеу шарттарын пайдаланған кезде ғана салыстыру керек.
Қабылдау сезімталдығы қабылдағыштың кіріс ультрадыбыстық қысымды электрлік сигналға қаншалықты тиімді түрлендіретінін сипаттайды. Жоғары сезімталдық әлсіз жаңғырықты анықтауды жақсарта алады, бірақ толық жүйе сонымен қатар күшейткіш шуына, сүзгі өткізу қабілетіне, күшейтуге, шекті параметрлерге және электромагниттік кедергіге байланысты.
Жаңғырық сезімталдығы анықталған мақсат пен сынақ тәртібінде өндірілген қабылданған сигналды білдіреді. Пайдалы диапазон жүйесі нақты жаңғырықты электр шуынан, механикалық дірілден, тікелей акустикалық байланыстан және қайталама шағылыстардан ажыратуы керек.
Эхо тануды жақсарту үшін күшейтуді автоматты басқару, жолақты сүзгілеу, конверттерді анықтау, корреляцияны өңдеу және бейімделу шегін пайдалануға болады.
Таратқыштың жарылуы аяқталғаннан кейін түрлендіргіш пен механикалық құрылым қысқа уақытқа дірілдейді. Бұл қалдық діріл қоңырау немесе қоңырау деп аталады.
Осы қалпына келтіру кезеңінде жақын мақсатты жаңғырық әлдеқайда күшті қалдық жіберуші сигнал арқылы жасырылуы мүмкін. Сәйкес ең аз өлшенетін қашықтық соқыр аймақтың , өлі аймағы немесе ең аз зондтау қашықтығы деп аталады.
Қоңырау шалу уақыты қысқарақ, әдетте, ең аз анықтау қашықтығын қолдайды, дегенмен соңғы соқыр аймақ сонымен қатар тізбекті қалпына келтіруге, таратқыш кернеуіне, демпфингке, шекті параметрлерге және сигналды өңдеу әдістеріне байланысты.
Ультрадыбыстық түрлендіргіш шексіз тар түзу сәулені шығармайды. Ол акустикалық энергияны негізгі лоб пен кіші бүйір лобтары бар үш өлшемді дыбыс конусы арқылы таратады.
Кеңірек сәуле үлкенірек аумақтағы нысандарды анықтай алады, бірақ сонымен бірге жақын маңдағы қабырғалардан, жақшалардан, құбырлардан немесе қоршау беттерінен қажетсіз шағылысуларды қабылдауы мүмкін. Тар сәуле жақсырақ бағытты таңдауды қамтамасыз етеді, бірақ сенсорды дәлірек туралауды қажет етеді.
Пьезоэлектрлік ультрадыбыстық түрлендіргіш негізінен сыйымдылық электрлік жүктеме ретінде әрекет етеді. Оның сыйымдылығы драйвер тогына, кедергінің сәйкестігіне, коммутациялық жоғалтуларға және резонанстық схеманың дизайнына әсер етеді.
Қолданылатын кернеу түрлендіргіштің номиналды үздіксіз және импульстік жетек шектерінде қалуы керек. Жетектегі шамадан тыс кернеу қызып кетуді, деполяризацияны, механикалық зақымдануды немесе қызмет ету мерзімін қысқартуды тудыруы мүмкін.
Температура дыбыс жылдамдығына, пьезоэлектрлік сипаттамаларға, резонансқа, сезімталдыққа, жабысқақ материалдарға және электрондық компоненттерге әсер етеді. Нақты сенсор үлгісі үшін жұмыс температурасының диапазонын да, сақтау температурасының ауқымын да растаңыз.
Температура қоршаған ортаның маңызды айнымалыларының бірі болып табылады, себебі ол дыбыс жылдамдығын өзгертеді. Қалыпты атмосфералық жағдайларға жақын құрғақ ауа үшін жиі қолданылатын жуықтау:
Дыбыс жылдамдығы ≈ 331,3 + (0,606 × Температура °C) м/с
Әрқашан 343 м/с деп есептейтін жүйе нақты температура өзгерген кезде өлшенетін қашықтық қатесін дамыта алады. Тұрақты абсолютті дәлдікті қажет ететін қолданбалар үшін температура сенсорын акустикалық жолдың жанына қойып, дыбыс жылдамдығын есептеуді жаңартыңыз.
Үлкен нысаналар әдетте шағын нысанаға қарағанда көбірек акустикалық энергияны қайтарады. Белсенді дыбыс конусынан тар нысана әлсіз жаңғырық шығаруы немесе сенсорға оның артындағы үлкенірек нысанды анықтауға мүмкіндік беруі мүмкін.
Ең үлкен ауқым мәндері әдетте көрсетілген жалпақ анықтамалық мақсатты пайдаланып өлшенеді. Кішкентай сымдар, тар құбырлар, қисық заттар немесе дұрыс емес бөліктер үшін практикалық диапазон қысқа болуы мүмкін.
Тегіс, тегіс нысана оның беті сенсор осіне шамамен перпендикуляр болған кезде ең күшті қайтаруды қамтамасыз етеді. Егер бет еңкейтілген болса, акустикалық энергияның көп бөлігі қабылдағыштан шағылысуы мүмкін.
Кедір-бұдыр беттер дыбысты бірнеше бағытта таратады және үлкен бұрыштық өзгерістерге төзе алады, бірақ қайтарылатын энергияны болжау мүмкін емес.
Металл, әйнек, қатты пластик, ағаш және тыныш сұйық беттер сияқты қатты беттер жиі пайдалы шағылысуды тудырады. Көбік, қалың мата, мақта және бос оқшаулау сияқты жұмсақ, кеуекті немесе талшықты материалдар ультрадыбыстық энергияны сіңіріп, анықтау ауқымын азайтады.
Мөлдір нысандар жиі анықталады, себебі ультрадыбыстық көрінетін мөлдірлікке тәуелді емес. Дегенмен, тегіс шыны немесе пластик беті дыбысты сенсорға кері қайтару үшін әлі де қолайлы бұрышты қажет етеді.
Көрсетілген соқыр аймақтың ішінде орналасқан нысандарды сенімді түрде өлшеу мүмкін емес. Сенсор ешқандай мақсатты, тұрақсыз мәнді немесе қоңырау мен ішкі шағылысулар арқылы жасалған жалған қашықтықты хабарлауы мүмкін.
Орнату ең жақын күтілетін мақсатты соңғы сенсорда немесе модуль деректер парағында көрсетілген ең аз сезу қашықтығынан жоғары ұстауы керек.
Күшті ауа ағыны тиімді дыбыс жолын өзгерте алады, ал тез өзгеретін температура градиенттері акустикалық толқынды бүгуі немесе өлшеу жолында оның таралу жылдамдығын өзгертуі мүмкін.
Дәлдік диапазонының сенсорын тікелей ыстық ауа розеткаларының, салқындатқыш желдеткіштердің, бу желдеткіштерінің немесе жылдам өзгеретін жылу көздерінің жанына орнатудан аулақ болыңыз.
Орташа ылғалдылық әдетте температураға қарағанда аз әсер етеді, бірақ ылғал әлі де акустикалық әлсіреу мен сенсор жұмысына әсер етуі мүмкін. Түрлендіргіштің бетіндегі су тамшылары, конденсация, мұз немесе ластану дыбыс жолын бітеп тастауы немесе бұрмалауы мүмкін.
Сыртқы немесе ылғалдылығы жоғары қолданбалар ашық түрдегі сенсорды қоршаған ортамен қорғалған деп есептемей, тиісті түрде жабылған немесе су өткізбейтін ультрадыбыстық түрлендіргішті пайдалануы керек.
Қабырғалар, бекіту кронштейндері, қорғаныс қақпақтары, резервуар жиектері және машина жақтаулары қажетсіз жаңғырықтарды қайтаруы мүмкін. Бұл шағылыстар болжанған мақсатты эхоға дейін немесе одан кейін келіп, жалған өлшемдерді тудыруы мүмкін.
Негізгі дыбыс конусын таза ұстаңыз және тек жалаң түрлендіргішті бағаламай, толық сенсор жинағын соңғы корпуста тексеріңіз.
Бірнеше ультрадыбыстық сенсорлар бір-біріне жақын жұмыс істегенде, бір қабылдағыш басқа сенсор арқылы берілетін импульсті анықтай алады. Бұл акустикалық қиылысу деп аталады және дұрыс емес қашықтық көрсеткіштерін тудыруы мүмкін.
Кедергілерді азайту үшін синхрондалған іске қосуды, дәйекті өлшеуді, сәйкес аралықты, физикалық акустикалық оқшаулауды немесе кодталған беру әдістерін пайдаланыңыз.
Температура компенсациясын пайдаланыңыз. Акустикалық жолдың жанында ауа температурасын өлшеңіз және дыбыс жылдамдығының есебін жаңартыңыз.
Мақсатты соқыр аймақтан тыс ұстаңыз. Нақты жетек кернеуі мен тізбек жағдайында ең аз өлшеу қашықтығын тексеріңіз.
Мақсатты дұрыс туралаңыз. Тегіс, тегіс нысаналарды сенсор осіне перпендикулярға барынша жақын орналастырыңыз.
Дыбыс конусын таза ұстаңыз. Кронштейндердің, қақпақтардың және қоршау қабырғаларының анықтау өрісіне кіруіне жол бермеңіз.
Жолақты сүзуді пайдаланыңыз. Кең жолақты электрлік және акустикалық шуды азайту үшін түрлендіргіштің жұмыс жиілігін сүзіңіз.
Сандық орташа немесе медиандық сүзуді қолданыңыз. Бірнеше өлшемдер кездейсоқ шуды азайтып, оқшауланған шектен бас тартуы мүмкін.
Таратқыштың уақытын басқару. Басқа импульсті жібермес бұрын алдыңғы жаңғырықтың жоғалуы үшін жеткілікті уақыт беріңіз.
Бірнеше сенсорларды синхрондаңыз. Датчиктерді дәйекті түрде іске қосыңыз немесе өзара сөйлесуді азайту үшін басқарылатын синхрондау әдісін пайдаланыңыз.
Толық жинақты калибрлеу. Сенсорды, қоршауды, орнату құрылымын және электрониканы белгілі қашықтықта бірге тексеріңіз.
Тест өкілдік мақсаттары. Нақты нысан өлшемін, материалды, бұрышты, жылдамдықты және қоршаған орта жағдайларын пайдаланып өнімділікті растаңыз.
Ашық типті ультрадыбыстық сенсорлар әдетте ашық акустикалық саңылауы бар металл корпусты пайдаланады. Олар әдетте ішкі электроника, әзірлеу тақталары, роботтар, объектілерді анықтау және шығынды қажет ететін қашықтықты өлшеу жүйелері үшін таңдалады.
Олар тиімді акустикалық таратуды қамтамасыз ете алады, бірақ басқаша көрсетілмесе, әдетте жаңбырдың, судың шашырауының, конденсацияның немесе қатты ластанудың тікелей әсеріне арналмаған.
Суға төзімді немесе ауа-райына төзімді ультрадыбыстық түрлендіргіштер мөрленген алдыңғы беті мен қорғаныс корпусын пайдаланады. Олар автокөлік тұрағы жүйелеріне, сыртқы жабдыққа, сұйықтық деңгейін өлшеуге, қауіпсіздік өнімдеріне және шаң немесе ылғалға ұшыраған өнеркәсіптік қолданбаларға жарамды.
Қорғаныс құрылымы акустикалық жауапты өзгертеді, сондықтан су өткізбейтін модель тиісті жетек жиілігімен, кернеуімен және қабылдау тізбегімен сәйкес келуі керек.
Біріктірілген ультрадыбыстық диапазон модулі бір немесе бірнеше түрлендіргіштерді жіберуші электроникамен, қабылдау күшейткішімен, сигналды өңдеумен және цифрлық немесе аналогтық шығыс интерфейсімен біріктіреді.
Модульдер жүйені әзірлеуді жеңілдетеді, бірақ реттелетін түрлендіргіш негізіндегі схемаға қарағанда ішкі толқын пішінін, күшейтуді және анықтау алгоритмін азырақ басқаруды қамтамасыз етеді.
Жоғары жиілікті ультрадыбыстық түрлендіргіштердің толқын ұзындықтары қысқа болады және кішірек мүмкіндіктерді немесе көбірек мамандандырылған өлшемдерді анықтауға қолдау көрсетуі мүмкін. Дегенмен, жоғары жиілікті дыбыс әдетте ауада күштірек әлсірейді, бұл практикалық сезу ауқымын азайтуы мүмкін.
Жиілік диапазонға, мақсатты өлшемге, ажыратымдылыққа, түрлендіргіш диаметріне, қоршаған ортаның әлсіреуіне және жүйенің өткізу қабілетіне қарай жоғары жиілік әрқашан жақсырақ деп болжаудың орнына таңдалуы керек.
| Артықшылықтар | Шектеулер |
|---|---|
| Байланыссыз қашықтықты және қатысуды өлшеу | Ең аз сезу қашықтығы немесе соқыр аймақ бар |
| Көптеген мөлдір, күңгірт және шағылыстыратын заттарды анықтай алады | Жұмсақ немесе кеуекті материалдар дыбысты сіңіруі мүмкін |
| Көрінетін жарықтандырусыз жұмыс істейді | Тегіс бұрышты нысаналар жаңғырықты шағылыстыруы мүмкін |
| Сұйықтық деңгейін сұйықтықпен жанаспастан өлшей алады | Көбік, толқындар, турбуленттілік немесе бу сенімділікті төмендетуі мүмкін |
| Қысқа және орта ауқымдағы қолданбалар үшін үнемді | Дәл диапазон үшін температура өтемі қажет болуы мүмкін |
| Ашық, су өткізбейтін, жоғары жиілікті және біріктірілген модельдер ретінде қол жетімді | Бірнеше сенсорлар бір-біріне кедергі келтіруі мүмкін |
| Ықшам және біріктірілген электронды жүйелер үшін қолайлы | Маңайдағы құрылымдар қайталама шағылыстар жасай алады |
Бірде-бір сенсорлық технология кез келген қолданба үшін қолайлы емес. Тиісті таңдау мақсатқа, талап етілетін диапазонға, жауап беру жылдамдығына, ажыратымдылыққа, жарықтандыру жағдайларына, қоршаған ортаға әсер ету және жүйе құнына байланысты.
| Салыстыру | ультрадыбыстық сенсор | инфрақызыл немесе фотоэлектрлік сенсор | LiDAR немесе лазерлік қашықтық сенсоры |
|---|---|---|---|
| Өлшеу принципі | Ұшудың дыбыстық уақыты | Шағылысқан немесе үзілген жарық | Ұшудың лазерлік немесе оптикалық уақыты |
| Мақсатты түс сезімталдығы | Жалпы төмен | Маңызды болуы мүмкін | Оптикалық шағылыстыруға байланысты |
| Мөлдір нысананы анықтау | Тиісті мақсатты бұрышпен жиі тиімді | Арнайы оптикалық сенсор қажет болуы мүмкін | Мөлдір материалдар үшін қиын болуы мүмкін |
| Сәуле өлшемі | Салыстырмалы түрде кең дыбыс конусы | Әдетте тар | Өте тар нүкте немесе сканерлеу сәулесі |
| Жауап жылдамдығы | Дыбыс саяхат уақытымен шектелген | Жалпы жылдам | Жалпы жылдам |
| Негізгі экологиялық алаңдаушылық | Температура, ауа ағыны, сіңіру және акустикалық шағылысу | Сыртқы жарық, шаң, түс және оптикалық ластану | Оптикалық ластану, шағылыстыру, тұман және шығын |
| Типтік күш | Әртүрлі материалдарды жанаспайтын сенімді анықтау | Нысанды жылдам анықтау және дәл жарық нүктелері | Ұзақ қашықтық, тар сәуле және жоғары кеңістіктік дәлдік |
Мобильді роботтар, автоматтандырылған басқарылатын көліктер, сервистік роботтар және білім беру платформалары қабырғаларды, жабдықтарды, адамдарды және басқа кедергілерді физикалық байланыссыз анықтау үшін ультрадыбыстық сенсорларды пайдаланады.
Көлік бамперлеріне орнатылған су өткізбейтін ультрадыбыстық түрлендіргіштер жақын маңдағы кедергілерге дейінгі қашықтықты өлшейді және тұрақ туралы ескерту жүйелерін, төмен жылдамдықтағы маневрлерді және жақындық туралы ескертулерді қолдайды.
Төменге бағытталған ультрадыбыстық деңгей сенсоры сенсордан сұйықтық бетіне дейінгі қашықтықты өлшейді. Контроллер резервуардың өлшемдері мен сенсордың орны белгілі болған кезде қалған сұйықтық биіктігін есептей алады.
Қолдану сынағы кезінде көбік, бу, араластыру, бұрыштық сұйық беттер және резервуардың ішкі құрылымдары бағалануы керек.
Ультрадыбыстық сенсорлар конвейерлердегі өнімдерді анықтай алады, қабат биіктігін бақылай алады, құрамдас бөліктердің болуын растай алады, контейнерлерді санай алады және стандартты оптикалық сенсорлар үшін қиын болуы мүмкін мөлдір бөтелкелерді немесе пленкаларды анықтай алады.
Ультрадыбыстық анықтау көрінетін жарықтандыруды қажет етпей-ақ есіктердің, кіреберістердің, шектеулі аумақтардың және дабыл жүйелерінің жанында қозғалысты немесе болуын анықтай алады.
Қысқа қашықтықтағы ультрадыбыстық сенсорлар төмен биіктікте қалықтау немесе қону кезінде дрон мен жер арасындағы қашықтықты өлшей алады. Ротордың ауа ағыны, бетінің бұрышы, шөп пен дыбыс кедергісі ескерілуі керек.
Ультрадыбыстық жақындықты анықтау диспенсерлерге, тұрмыстық техникаға, басқару панеліне, қоқыс жәшіктеріне және сенсорсыз белсендіруді немесе деңгейді бақылауды қажет ететін басқа да өнімдерге біріктірілуі мүмкін.
Сәйкес ультрадыбыстық сенсорды таңдау жиілікті таңдаудан көп нәрсені талап етеді. Акустикалық, электрлік және механикалық дизайн бірге бағалануы үшін жеткізушіге толық қолдану шарттарын қамтамасыз етіңіз.
| таңдау тармағының сұрақтары | Растау үшін |
|---|---|
| Өлшеу диапазоны | Минималды және максималды мақсатты қашықтық қандай? |
| Мақсат | Нысананың материалы, өлшемі, пішіні, бұрышы және қозғалыс жылдамдығы қандай? |
| Жиілік | 40 кГц қажетті диапазон мен мақсатты өлшемге сәйкес келе ме? |
| Сәулелік бұрыш | Кең анықтау аймағы немесе тар бағытталған сәуле қажет пе? |
| Қоршаған орта | Сенсор жаңбыр, конденсация, шаң, химиялық заттар, жел немесе төтенше температураға тап бола ма? |
| Дәлдік және ажыратымдылық | Өлшеу қателігі мен қайталану мүмкіндігі қандай қолданбаны қабылдай алады? |
| Жауап беру уақыты | Жүйе мақсатты қаншалықты жылдам анықтауы немесе қадағалауы керек? |
| Электрлік интерфейс | Жалаң түрлендіргіш, таратқыш-қабылдағыш жұбы, аналогтық шығыс немесе сандық модуль қажет пе? |
| Жетек тізбегі | Қандай кернеу, толқын пішіні, күшейткіш және қабылдағыш архитектурасы пайдаланылады? |
| Механикалық дизайн | Қандай диаметр, биіктік, терминал, кабель, қосқыш және орнату әдісі қажет? |
| Саны және теңшеу | Прототиптің саны, жылдық көлемі және тапсырыс бойынша өнімділікке қойылатын талаптар қандай? |
Толық дыбыс конусын қоршау қабырғалары мен бекіту кронштейндерінен алыс ұстаңыз.
Акустикалық саңылауды кәдімгі пластикпен, қалың матамен немесе жарамсыз тормен жаппаңыз.
Ең жақын нысананы көрсетілген өлі аймақтан тыс ұстаңыз.
Тегіс нысаналарды сезімталдық осіне перпендикулярға мүмкіндігінше жақын туралаңыз.
Датчик қозғалтқыштардың, сорғылардың немесе механикалық жетектердің жанында орнатылған кезде дірілді оқшаулауды пайдаланыңыз.
Жоғары ток коммутациялық іздерін және шулы қуат тізбектерін қабылдағыш кірісінен алыс ұстаңыз.
Әлсіз жаңғырық сигналдары үшін сәйкес жерге қосуды, экрандауды және сүзуді пайдаланыңыз.
Түрлендіргіштің бетіне су, мұз, май немесе қатты ластанудың жиналуын болдырмаңыз.
Акустикалық кедергілерді азайту үшін көршілес ультрадыбыстық сенсорларды ретімен іске қосыңыз.
Датчикті соңғы өнім корпусына орнатқаннан кейін калибрлеп, растаңыз.
Manorshi өндірушілерге, электроника әзірлеушілеріне және өнеркәсіптік жабдық жеткізушілеріне ашық типті, су өткізбейтін, жоғары жиілікті, тұраққа көмектесетін және деңгейді сезетін ультрадыбыстық өнімдерді ұсынады.
Қолжетімді бағалау параметрлері орталық жиілікті, дыбыс қысымының деңгейін, қабылдау сезімталдығын, сәуленің бұрышын, сыйымдылықты, қоңырау уақытын, жұмыс температурасын, корпус өлшемдерін, терминалдарды, қорғасын сымдарын және қоршаған ортаны қорғауды қамтуы мүмкін.
қараңыз 40 кГц су өткізбейтін ультрадыбыстық таратқыш және қабылдағыш немесе толық шолыңыз Манорши ультрадыбыстық сенсор диапазоны.
Жаңа қолданба үшін қажетті өлшеу диапазонын, мақсатты материалды, жұмыс ортасын, қоректендіру кернеуін, сәуленің бұрышын, өлшемдерді, жылдық мөлшерді және күтілетін өнімді қамтамасыз етіңіз. Маноршиге хабарласыңыз . Сенсорды таңдау, үлгілер немесе теңшелген ультрадыбыстық түрлендіргіш талаптарын талқылау үшін
Ультрадыбыстық диапазон сенсоры ультрадыбыстық импульсті шығаратын, шағылысқан жаңғырықты анықтайтын және дыбыстың айналу уақытынан нысанаға дейінгі қашықтықты есептейтін жанаспайтын құрылғы болып табылады.
Негізгі формула: Қашықтық = Эхо уақыты × Дыбыс жылдамдығы ÷ 2 . Есеп екіге бөлінеді, себебі өлшенген уақыт мақсатқа шығуды және қабылдағышқа қайтаруды қамтиды.
Қырық килогерц түрлендіргіш өлшемі, акустикалық шығыс, ауаның әлсіреуі, құрамдастардың қолжетімділігі және қысқа және орташа диапазондағы анықтау арасындағы практикалық тепе-теңдікті қамтамасыз етеді. Бұл кең таралған, бірақ барлық қолданбалар үшін қолайлы емес.
Ультрадыбыстық түрлендіргіш электр энергиясын ультрадыбыстық немесе ультрадыбысты электрлік сигналға түрлендіретін электромеханикалық компонент болып табылады. Ультрадыбыстық сенсор тек түрлендіргішке немесе түрлендіргіш, драйвер, қабылдағыш және сигналды өңдеу электроникасы бар толық модульге сілтеме жасай алады.
Соқыр аймақ - сенімді қашықтықты өлшеу мүмкін емес сенсор алдындағы ең аз аумақ. Ол негізінен түрлендіргіштің шырылдауымен, тізбекті қалпына келтіру уақытымен және жақын жаңғырықты маскировкалайтын күшті жіберілген сигналдан туындайды.
Температура ауадағы дыбыс жылдамдығын өзгертеді. Егер есептеу нақты температура өзгерген кезде бекітілген дыбыс жылдамдығын пайдаланса, хабарланған қашықтық пропорционалды қатені қамтиды. Температуралық компенсация абсолютті дәлдікті жақсартады.
Иә. Ультрадыбыстық зондтау көрінетін жарықтың шағылысына сүйенбейді, сондықтан ол көптеген мөлдір материалдарды анықтай алады. Дегенмен, акустикалық жаңғырық қабылдағышқа оралуы үшін тегіс мөлдір бет қолайлы бұрышта орналасуы керек.
Анықтау мүмкін болуы мүмкін, бірақ жұмсақ, кеуекті және талшықты материалдар ультрадыбыстық энергияны сіңіріп, әлсіз жаңғырық шығара алады. Тиімді диапазон нақты материалды, қалыңдығын және бетінің күйін пайдаланып сыналуы керек.
Иә. Резервуардың үстінде орнатылған сенсор сұйықтыққа тигізбестен сұйықтық бетіне дейінгі қашықтықты өлшей алады. Тыныш беттер көбіктенетін, турбулентті, бұрышты немесе қатты бумен жабылған беттерге қарағанда жақсы нәтиже береді.
Мақсатты түс әдетте аз тікелей әсер етеді, себебі ультрадыбыстық сенсорлар көрінетін жарықтан гөрі дыбысты пайдаланады. Беттік бұрыш, қаттылық, өлшем, текстура және акустикалық сіңіру әдетте маңыздырақ.
Қараңғылық ультрадыбыстық сезімталдыққа әсер етпейді. Орташа шаң немесе тұман оптикалық сенсорларға қарағанда аз әсер етуі мүмкін, бірақ қатты шаң, су тамшылары, конденсация немесе түрлендіргіштің бетін жабатын материал әлі де өнімділікті төмендетуі мүмкін.
Жоқ. Ультрадыбыстық дыбыс механикалық толқын болып табылады және таралу үшін ауа, газ, сұйық немесе қатты орта сияқты ортаны қажет етеді. Кәдімгі ауамен байланысқан ультрадыбыстық диапазон сенсоры вакуумда жұмыс істей алмайды.
Жалпы себептерге соқыр аймақ ішіндегі нысана, әлсіз акустикалық шағылысу, бұрышты немесе қозғалатын нысана, жақын маңдағы құрылымдық жаңғырықтар, электр шуы, температураның өзгеруі, ауа ағыны, түрлендіргіштің ластануы және басқа ультрадыбыстық сенсорлардың кедергісі жатады.
Датчиктерді дәйекті түрде іске қосыңыз және келесі сенсорды іске қоспас бұрын әрбір жіберілген импульс пен оның жаңғырықтарының ыдырауына жеткілікті уақыт беріңіз. Синхрондау, аралық, акустикалық оқшаулау және кодталған сигналдар да айқасуды азайтады.
Мақсатты орын өзгергенде немесе үлкенірек анықтау аймағы қажет болғанда кеңірек сәулені таңдаңыз. Маңайдағы нысандарды алып тастау немесе көбірек бағытты өлшеу қажет болғанда тар сәулені таңдаңыз. Бір номиналды бұрышты емес, толық дыбыс конусының жауабын бағалаңыз.
Ашық типті сенсорлар қорғалған ішкі қолданбаларға жарамды және тиімді акустикалық өнімділікті ұсына алады. Су өткізбейтін сенсорлар автомобиль, сыртқы, сұйықтық деңгейі немесе ылғалдылығы жоғары орталар үшін жақсырақ. Дұрыс таңдау қоршаған ортаға, диапазонға және механикалық талаптарға байланысты.
Орталық жиілікті, өлшеу диапазонын, мақсатты бөлшектерді, қажетті сәуле бұрышын, таратқыш SPL, қабылдау сезімталдығын, жетек кернеуін, тізбек түрін, жұмыс температурасын, су өткізбейтін талапты, өлшемдерді, орнату әдісін, терминалдарды, кабель ұзындығын, қосқышты, сертификаттау талаптарын және жылдық тапсырыс санын қамтамасыз етіңіз.
