Pandangan: 87 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2020-04-14 Asal: tapak
ialah Penderia julat ultrasonik peranti penderiaan bukan sentuhan yang mengukur jarak antara penderia dan sasaran dengan menghantar denyutan bunyi ultrasonik dan mengukur tempoh gema yang dipantulkan untuk kembali.
Gelombang ultrasonik mempunyai frekuensi melebihi julat pendengaran manusia biasa iaitu kira-kira 20 kHz. Penderia jarak gandingan udara biasanya beroperasi sekitar 40 kHz, walaupun frekuensi lain digunakan mengikut julat ukuran, resolusi, saiz transduser, corak rasuk dan keadaan persekitaran yang diperlukan.
Tidak seperti penderia jarak optik, penderia ultrasonik tidak bergantung terutamanya pada warna sasaran atau pemantulan cahaya boleh dilihat. Oleh itu, ia boleh mengesan banyak objek lutsinar, lut sinar, gelap atau berkilat, dengan syarat sasaran mengembalikan gema akustik yang cukup kuat ke arah penerima.
Jawapan pantas: Penderia julat ultrasonik menghantar nadi bunyi frekuensi tinggi ke arah sasaran, menerima gema yang dipantulkan dan mengira jarak dari masa perjalanan pergi balik. Formula asas ialah Jarak = Kelajuan Bunyi × Masa Gema ÷ 2.
Teknologi julat ultrasonik digunakan secara meluas dalam pengesanan halangan robot, bantuan tempat letak kereta automotif, pengukuran paras cecair, pintu automatik, automasi industri, sistem keselamatan, pengendalian bahan dan pengesanan kehadiran objek.
Bekalan Manorshi penderia ultrasonik dan transduser untuk pengukuran jarak, pengesanan objek, sistem tempat letak kereta, penderiaan aras dan aplikasi elektronik tersuai.
Kebanyakan penderia jarak ultrasonik menggunakan prinsip masa penerbangan , juga dipanggil kaedah masa transit gema. Sistem ini mengukur masa antara menghantar nadi ultrasonik dan menerima gema yang dipantulkan.
Litar kawalan menghasilkan letupan elektrik pendek pada atau berhampiran frekuensi undian transduser ultrasonik.
Transduser pemancar menukar isyarat elektrik kepada getaran mekanikal ultrasonik.
Nadi ultrasonik bergerak melalui udara ke arah sasaran.
Sebahagian daripada tenaga bunyi dipantulkan dari permukaan sasaran.
Penerima menukar gema akustik yang dikembalikan kepada isyarat elektrik kecil.
Litar penyaman isyarat menguatkan, menapis dan mengesan gema.
Mikropengawal atau litar pemasaan mengukur masa perjalanan pergi dan balik dan menukarnya kepada jarak.
Jarak = (Masa Gema × Kelajuan Bunyi) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d ialah jarak sehala antara penderia dan sasaran.
t ialah masa perjalanan pergi balik yang diukur dari penghantaran ke penerimaan gema.
c ialah kelajuan bunyi dalam medium ukuran.
Hasilnya dibahagikan dengan dua kerana bunyi bergerak dari sensor ke sasaran dan kemudian kembali ke sensor.
Pada kira-kira 20°C, kelajuan bunyi dalam udara kering adalah kira-kira 343 m/s. Jika masa gema yang diukur ialah 5.83 milisaat, jarak yang dikira ialah:
Jarak = 0.00583 saat × 343 m/s ÷ 2
Jarak ≈ 1 meter
Contoh ini menganggap suhu udara yang stabil dan gema yang boleh dikesan dengan jelas. Sistem sebenar juga boleh menggunakan pampasan suhu, penapisan isyarat, pengesanan ambang, penentukuran dan purata berbilang sampel.
Teras bagi banyak transduser julat ultrasonik ialah unsur seramik piezoelektrik yang dilekatkan pada diafragma logam atau plat bergema. Pemasangan juga mungkin termasuk resonator, perumah akustik, terminal, bahan redaman, jaringan pelindung dan komponen pengedap alam sekitar.
Apabila voltan elektrik berselang-seli digunakan pada seramik piezoelektrik, bahan mengembang dan mengecut. Ubah bentuk mekanikal ini menyebabkan diafragma bergetar dan memancarkan gelombang ultrasonik ke udara.
Proses piezoelektrik terbalik berlaku semasa penerimaan. Gelombang tekanan ultrasonik yang kembali menggetarkan diafragma dan elemen piezoelektrik, menghasilkan isyarat elektrik kecil yang boleh dikuatkan dan diproses oleh litar penerima.
Resonator berbentuk corong atau tanduk boleh meningkatkan pemindahan tenaga akustik antara elemen piezoelektrik dan udara sekeliling. Geometrinya juga mempengaruhi sensitiviti, frekuensi resonans dan corak pancaran.
Perbezaan penting: Julat ultrasonik berganding udara biasanya mengukur gema yang dipantulkan dari permukaan sasaran. Ia tidak boleh dikelirukan dengan pengimejan perubatan atau sistem ujian tidak merosakkan ultrasonik yang direka untuk menghantar bunyi melalui cecair atau bahan pepejal.
Sistem julat ultrasonik boleh menggunakan penghantar dan penerima yang berasingan atau satu transceiver yang berselang-seli antara menghantar dan menerima.
| Konfigurasi | Kaedah Kerja | Kelebihan Tipikal | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Pemancar dan penerima yang berasingan | Satu transduser memancar secara berterusan atau berselang-seli manakala transduser kedua menerima gema. | Asingkan laluan hantar dan terima, reka bentuk litar fleksibel dan tidak perlu menukar satu elemen antara mod. | Jarak sensor, penjajaran, gandingan akustik dan crosstalk pemancar-ke-penerima terus mesti dikawal. |
| Transceiver ultrasonik tunggal | Satu elemen menghantar nadi dan kemudian bertukar untuk menerima mod. | Reka bentuk mekanikal yang padat dan penjajaran yang lebih mudah antara paksi pemancar dan penerima. | Sistem mesti menunggu deringan mekanikal mereput sebelum mengesan gema jarak dekat. |
| Pasangan rasuk melalui | Pemancar dan penerima berhadapan antara satu sama lain, dan sistem mengesan apabila objek mengganggu laluan bunyi. | Respons pantas dan pengesanan boleh dipercayai bagi filem lutsinar, botol dan objek yang bergerak pantas. | Konfigurasi ini terutamanya mengesan kehadiran dan bukannya mengira jarak sasaran reflektif. |
Jadual berikut mengekalkan contoh parameter pemancar dan penerima ultrasonik 40 kHz daripada halaman asal. Nilai ini tidak boleh dianggap sebagai spesifikasi universal untuk setiap sensor ultrasonik. Sentiasa sahkan nombor bahagian akhir, keadaan ujian dan lembaran data produk sebelum mereka bentuk litar pemacu atau meluluskan komponen pengeluaran.
| Spesifikasi | Nilai Contoh |
|---|---|
| Kekerapan pusat | 40 ± 1.0 kHz |
| Menghantar tahap tekanan bunyi | 100 dB minimum |
| Menerima sensitiviti | −72 dB minimum |
| Kepekaan gema | ≥230 mV |
| Masa berdering | 1.2 ms maksimum |
| Kapasitan pada 1 kHz | 2400 pF ±20% |
| Voltan pemanduan berterusan maksimum | 20 Vrms |
| Jumlah sudut rasuk | 47° tipikal pada −6 dB |
| Masa pereputan | ≤1.2 ms |
| Suhu operasi | -30°C hingga +80°C |
| Suhu penyimpanan | -30°C hingga +80°C |
Struktur dan dimensi transduser julat ultrasonik
Pasangan pemancar dan penerima ultrasonik 40 kHz
Prestasi julat ultrasonik bergantung pada transduser, litar pemacu, litar penerima, algoritma pemprosesan isyarat, sasaran dan persekitaran pemasangan. Parameter berikut harus dinilai bersama dan bukannya secara bebas.
Kekerapan pusat ialah kekerapan di mana transduser direka bentuk untuk beroperasi dengan cekap. Untuk transduser ultrasonik 40 kHz nominal, litar pemancar biasanya menghasilkan letusan hampir 40 kHz, manakala penerima ditapis di sekitar julat frekuensi yang serupa.
Memandu terlalu jauh dari kawasan resonans boleh mengurangkan tenaga akustik yang dihantar dan menerima sensitiviti. Toleransi komponen, suhu, pemasangan dan reka bentuk perumahan juga boleh mengalihkan tindak balas yang berkesan.
Menghantar tahap tekanan bunyi menunjukkan kekuatan keluaran ultrasonik di bawah keadaan ujian tertentu. Nilai yang lebih tinggi boleh menyokong gema yang lebih kuat atau jarak penderiaan yang lebih panjang, tetapi hasilnya bergantung pada voltan pemacu, frekuensi, bentuk gelombang, jarak pengukuran dan lekapan ujian.
Nilai tekanan bunyi hanya boleh dibandingkan apabila lembaran data menggunakan keadaan ukuran yang setara.
Sensitiviti penerimaan menerangkan betapa berkesannya penerima menukar tekanan ultrasonik masuk kepada isyarat elektrik. Kepekaan yang lebih tinggi boleh meningkatkan pengesanan gema lemah, tetapi sistem lengkap juga bergantung pada bunyi penguat, lebar jalur penapis, keuntungan, tetapan ambang dan gangguan elektromagnet.
Kepekaan gema mewakili isyarat yang diterima yang dihasilkan di bawah sasaran dan susunan ujian yang ditentukan. Sistem julat yang berguna mesti membezakan gema sebenar daripada hingar elektrik, getaran mekanikal, gandingan akustik langsung dan pantulan sekunder.
Kawalan perolehan automatik, penapisan laluan jalur, pengesanan sampul surat, pemprosesan korelasi dan ambang penyesuaian boleh digunakan untuk meningkatkan pengecaman gema.
Selepas letupan pemancar tamat, transduser dan struktur mekanikal terus bergetar seketika. Getaran sisa ini dipanggil deringan atau deringan ke bawah.
Dalam tempoh pemulihan ini, gema sasaran rapat mungkin disembunyikan oleh isyarat pemancar sisa yang lebih kuat. Jarak terukur minimum yang sepadan dipanggil zon buta , zon mati atau jarak penderiaan minimum.
Masa deringan yang lebih pendek biasanya menyokong jarak pengesanan minimum yang lebih pendek, walaupun zon buta akhir juga bergantung pada pemulihan litar, voltan pemancar, redaman, tetapan ambang dan kaedah pemprosesan isyarat.
Transduser ultrasonik tidak menghasilkan rasuk lurus yang sangat sempit. Ia memancarkan tenaga akustik melalui kon bunyi tiga dimensi yang mengandungi lobus utama dan lobus sisi yang lebih kecil.
Rasuk yang lebih luas boleh mengesan objek merentasi kawasan yang lebih besar tetapi mungkin juga menerima pantulan yang tidak diingini dari dinding, kurungan, paip atau permukaan kepungan berdekatan. Rasuk yang lebih sempit memberikan selektiviti arah yang lebih baik tetapi memerlukan penjajaran sensor yang lebih tepat.
Transduser ultrasonik piezoelektrik berfungsi sebahagian besarnya sebagai beban elektrik kapasitif. Kapasitinya mempengaruhi arus pemacu, padanan impedans, kehilangan pensuisan dan reka bentuk litar resonan.
Voltan yang digunakan mesti kekal dalam had berterusan dan pemacu nadi yang dinilai oleh transduser. Voltan pemacu yang berlebihan boleh menyebabkan terlalu panas, penyahkutuban, kerosakan mekanikal atau hayat perkhidmatan yang dipendekkan.
Suhu mempengaruhi kelajuan bunyi, ciri piezoelektrik, resonans, kepekaan, bahan pelekat dan komponen elektronik. Sahkan kedua-dua julat suhu operasi dan julat suhu storan untuk model sensor sebenar.
Suhu adalah salah satu pembolehubah persekitaran yang paling penting kerana ia mengubah kelajuan bunyi. Anggaran yang biasa digunakan untuk udara kering berhampiran keadaan atmosfera biasa ialah:
Kelajuan bunyi ≈ 331.3 + (0.606 × Suhu dalam °C) m/s
Sistem yang sentiasa menganggap 343 m/s boleh menghasilkan ralat jarak yang boleh diukur apabila suhu sebenar berubah. Untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan mutlak yang stabil, letakkan penderia suhu berhampiran laluan akustik dan kemas kini pengiraan kelajuan bunyi.
Sasaran besar biasanya mengembalikan lebih banyak tenaga akustik daripada sasaran kecil. Sasaran yang lebih sempit daripada kon bunyi aktif mungkin menghasilkan gema yang lemah atau membenarkan penderia mengesan objek yang lebih besar di belakangnya.
Nilai julat maksimum biasanya diukur menggunakan sasaran rujukan rata yang ditentukan. Julat praktikal untuk wayar kecil, paip sempit, objek melengkung atau bahagian yang tidak teratur mungkin lebih pendek.
Sasaran rata dan licin memberikan pulangan paling kuat apabila permukaannya lebih kurang berserenjang dengan paksi sensor. Jika permukaan condong, kebanyakan tenaga akustik mungkin dipantulkan jauh dari penerima.
Permukaan kasar menyerakkan bunyi dalam pelbagai arah dan mungkin bertolak ansur dengan variasi sudut yang lebih besar, tetapi tenaga yang dikembalikan mungkin kurang dapat diramalkan.
Permukaan keras seperti logam, kaca, plastik tegar, kayu dan permukaan cecair yang tenang selalunya menghasilkan pantulan yang berguna. Bahan lembut, berliang atau berserabut seperti buih, kain tebal, kapas dan penebat longgar boleh menyerap tenaga ultrasonik dan mengurangkan julat pengesanan.
Objek lutsinar selalunya boleh dikesan kerana ultrasound tidak bergantung pada ketelusan yang boleh dilihat. Walau bagaimanapun, permukaan kaca atau plastik licin masih memerlukan sudut yang sesuai untuk memantulkan bunyi kembali ke arah penderia.
Objek yang terletak di dalam zon buta yang ditentukan tidak boleh diukur dengan pasti. Penderia mungkin tidak melaporkan sasaran, nilai tidak stabil atau jarak palsu yang dijana oleh deringan dan pantulan dalaman.
Pemasangan mesti mengekalkan sasaran jangkaan terdekat melebihi jarak penderiaan minimum yang dinyatakan dalam penderia akhir atau lembaran data modul.
Aliran udara yang kuat boleh mengubah laluan bunyi yang berkesan, manakala kecerunan suhu yang berubah dengan pantas boleh membengkokkan gelombang akustik atau menukar kelajuan perambatannya di sepanjang laluan pengukuran.
Elakkan memasang penderia julat ketepatan terus di sebelah alur keluar udara panas, kipas penyejuk, bolong wap atau sumber terma yang berubah-ubah dengan cepat.
Kelembapan sederhana secara amnya mempunyai kesan kurang daripada suhu, tetapi kelembapan masih boleh mempengaruhi pengecilan akustik dan operasi penderia. Titisan air, pemeluwapan, ais atau pencemaran pada muka transduser mungkin menyekat atau memesongkan laluan bunyi.
Aplikasi luar atau kelembapan tinggi harus menggunakan transduser ultrasonik yang tertutup atau kalis air yang sesuai dan bukannya menganggap sensor jenis terbuka dilindungi alam sekitar.
Dinding, pendakap pelekap, penutup pelindung, tepi tangki dan bingkai mesin boleh mengembalikan gema yang tidak diingini. Pantulan ini mungkin tiba sebelum atau selepas sasaran bergema dan menyebabkan pengukuran palsu.
Pastikan kon bunyi utama jelas dan uji pemasangan penderia yang lengkap dalam penutup akhir dan bukannya menilai hanya transduser kosong.
Apabila beberapa penderia ultrasonik beroperasi berdekatan, satu penerima boleh mengesan nadi yang dihantar oleh penderia lain. Ini dipanggil crosstalk akustik dan boleh mencipta bacaan jarak yang salah.
Gunakan pencetus yang disegerakkan, pengukuran berjujukan, jarak yang mencukupi, pengasingan akustik fizikal atau kaedah penghantaran berkod untuk mengurangkan gangguan.
Gunakan pampasan suhu. Ukur suhu udara berhampiran laluan akustik dan kemas kini pengiraan kelajuan bunyi.
Pastikan sasaran di luar zon buta. Sahkan jarak pengukuran minimum di bawah keadaan voltan pemacu dan litar sebenar.
Selaraskan sasaran dengan betul. Letakkan sasaran licin dan rata sedekat praktikal dengan berserenjang dengan paksi sensor.
Pastikan kon bunyi jelas. Elakkan kurungan, penutup dan dinding kandang daripada memasuki medan pengesanan.
Gunakan penapisan laluan jalur. Tapis sekitar frekuensi operasi transduser untuk mengurangkan bunyi elektrik dan akustik jalur lebar.
Gunakan purata digital atau penapisan median. Berbilang ukuran boleh mengurangkan hingar rawak dan menolak outlier terpencil.
Kawal masa pemancar. Berikan masa yang mencukupi untuk gema sebelumnya hilang sebelum menghantar nadi lain.
Segerakkan berbilang penderia. Cetuskan penderia secara berurutan atau gunakan kaedah penyegerakan terkawal untuk mengurangkan crosstalk.
Kalibrasi pemasangan lengkap. Uji penderia, kepungan, struktur pelekap dan elektronik bersama-sama pada jarak yang diketahui.
Uji sasaran wakil. Sahkan prestasi menggunakan saiz objek sebenar, bahan, sudut, kelajuan dan keadaan persekitaran.
Penderia ultrasonik jenis terbuka biasanya menggunakan perumah logam dengan bukaan akustik terdedah. Ia biasanya dipilih untuk elektronik dalaman, papan pembangunan, robot, pengesanan objek dan sistem pengukuran jarak yang sensitif kos.
Ia boleh memberikan transmisi akustik yang cekap tetapi secara amnya tidak direka untuk pendedahan langsung kepada hujan, semburan air, pemeluwapan atau pencemaran teruk melainkan dinyatakan sebaliknya.
Transduser ultrasonik kalis air atau tahan cuaca menggunakan permukaan hadapan yang tertutup dan perumah pelindung. Ia sesuai untuk sistem tempat letak kereta automotif, peralatan luar, pengukuran paras cecair, produk keselamatan dan aplikasi industri yang terdedah kepada habuk atau lembapan.
Struktur pelindung mengubah tindak balas akustik, jadi model kalis air mesti dipadankan dengan frekuensi pemacu, voltan dan litar penerima yang sesuai.
Modul julat ultrasonik bersepadu menggabungkan satu atau lebih transduser dengan menghantar elektronik, menerima penguatan, pemprosesan isyarat dan antara muka keluaran digital atau analog.
Modul memudahkan pembangunan sistem tetapi memberikan kurang kawalan ke atas bentuk gelombang dalaman, algoritma perolehan dan pengesanan daripada litar berasaskan transduser tersuai.
Transduser ultrasonik frekuensi tinggi mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek dan mungkin menyokong pengesanan ciri yang lebih kecil atau ukuran yang lebih khusus. Walau bagaimanapun, bunyi frekuensi tinggi biasanya dilemahkan dengan lebih kuat di udara, yang boleh mengurangkan julat penderiaan praktikal.
Kekerapan harus dipilih mengikut julat, saiz sasaran, resolusi, diameter transduser, pengecilan persekitaran dan lebar jalur sistem daripada menganggap bahawa frekuensi yang lebih tinggi adalah lebih baik.
| Kelebihan | Had |
|---|---|
| Jarak bukan sentuhan dan ukuran kehadiran | Mempunyai jarak penderiaan minimum atau zon buta |
| Boleh mengesan banyak objek lutsinar, gelap dan reflektif | Bahan lembut atau berliang mungkin menyerap bunyi |
| Berfungsi tanpa pencahayaan yang kelihatan | Sasaran bersudut licin mungkin memantulkan gema |
| Boleh mengukur paras cecair tanpa menyentuh cecair | Buih, gelombang, pergolakan atau wap boleh mengurangkan kebolehpercayaan |
| Kos efektif untuk aplikasi jarak pendek dan sederhana | Pampasan suhu mungkin diperlukan untuk julat yang tepat |
| Tersedia sebagai model terbuka, kalis air, frekuensi tinggi dan bersepadu | Berbilang penderia mungkin mengganggu antara satu sama lain |
| Sesuai untuk sistem elektronik padat dan bersepadu | Struktur berdekatan boleh mencipta pantulan sekunder |
Tiada teknologi penderiaan tunggal yang sesuai untuk setiap aplikasi. Pilihan yang sesuai bergantung pada sasaran, julat yang diperlukan, kelajuan tindak balas, resolusi, keadaan pencahayaan, pendedahan alam sekitar dan kos sistem.
| Perbandingan | Penderia Ultrasonik | Inframerah atau Penderia Fotoelektrik | LiDAR atau Penderia Jarak Laser |
|---|---|---|---|
| Prinsip pengukuran | Bunyi masa penerbangan | Cahaya yang dipantulkan atau terganggu | Laser atau masa optik penerbangan |
| Kepekaan warna sasaran | Umumnya rendah | Boleh jadi ketara | Bergantung pada pemantulan optik |
| Pengesanan sasaran telus | Selalunya berkesan dengan sudut sasaran yang sesuai | Mungkin memerlukan penderia optik khusus | Boleh menjadi sukar untuk bahan yang jelas |
| Saiz rasuk | Kon bunyi yang agak luas | Biasanya lebih sempit | Tempat yang sangat sempit atau rasuk pengimbasan |
| Kelajuan tindak balas | Terhad oleh masa perjalanan bunyi | Umumnya cepat | Umumnya cepat |
| Keprihatinan alam sekitar utama | Suhu, aliran udara, penyerapan dan pantulan akustik | Cahaya persekitaran, habuk, warna dan pencemaran optik | Pencemaran optik, pemantulan, kabus dan kos |
| Kekuatan tipikal | Pengesanan bukan sentuhan yang boleh dipercayai bagi pelbagai bahan | Pengesanan objek pantas dan tompok cahaya yang tepat | Jarak jauh, rasuk sempit dan ketepatan spatial yang tinggi |
Robot mudah alih, kenderaan berpandu automatik, robot perkhidmatan dan platform pendidikan menggunakan penderia ultrasonik untuk mengesan dinding, peralatan, orang dan halangan lain tanpa sentuhan fizikal.
Transduser ultrasonik kalis air yang dipasang pada bampar kenderaan mengukur jarak ke halangan berdekatan dan menyokong sistem amaran tempat letak kereta, manuver berkelajuan rendah dan amaran kedekatan.
Sensor aras ultrasonik yang menghadap ke bawah mengukur jarak dari sensor ke permukaan cecair. Pengawal boleh mengira baki ketinggian cecair apabila dimensi tangki dan kedudukan sensor diketahui.
Buih, wap, pengadukan, permukaan cecair bersudut dan struktur tangki dalaman hendaklah dinilai semasa ujian aplikasi.
Penderia ultrasonik boleh mengesan produk pada penghantar, memantau ketinggian tindanan, mengesahkan kehadiran komponen, mengira bekas dan mengesan botol atau filem lutsinar yang mungkin sukar untuk penderia optik standard.
Pengesanan ultrasonik boleh mengenal pasti pergerakan atau kehadiran berhampiran pintu, pintu masuk, kawasan larangan dan sistem penggera tanpa memerlukan pencahayaan yang boleh dilihat.
Penderia ultrasonik jarak pendek boleh mengukur jarak antara dron dan tanah semasa melayang atau mendarat pada ketinggian rendah. Aliran udara pemutar, sudut permukaan, rumput dan gangguan bunyi mesti dipertimbangkan.
Pengesanan jarak ultrasonik boleh disepadukan ke dalam dispenser, perkakas rumah, panel kawalan, tong sampah dan produk lain yang memerlukan pengaktifan tanpa sentuhan atau pemantauan tahap.
Memilih sensor ultrasonik yang sesuai memerlukan lebih daripada memilih frekuensi. Sediakan pembekal dengan syarat permohonan yang lengkap supaya reka bentuk akustik, elektrik dan mekanikal dapat dinilai bersama.
| Soalan Item Pilihan | untuk Disahkan |
|---|---|
| Julat ukuran | Apakah jarak sasaran minimum dan maksimum? |
| Sasaran | Apakah bahan sasaran, saiz, bentuk, sudut dan kelajuan pergerakan? |
| Kekerapan | Adakah 40 kHz sesuai untuk julat dan saiz sasaran yang diperlukan? |
| Sudut rasuk | Adakah kawasan pengesanan yang luas atau pancaran arah sempit diperlukan? |
| Persekitaran | Adakah penderia akan menghadapi hujan, pemeluwapan, habuk, bahan kimia, angin atau suhu yang melampau? |
| Ketepatan dan resolusi | Apakah ralat pengukuran dan kebolehulangan yang boleh diterima oleh aplikasi? |
| Masa tindak balas | Seberapa cepat sistem mesti mengesan atau menjejaki sasaran? |
| Antara muka elektrik | Adakah transduser kosong, pasangan pemancar-penerima, output analog atau modul digital diperlukan? |
| Litar pemacu | Apakah voltan, bentuk gelombang pecah, penguat dan seni bina penerima yang akan digunakan? |
| Reka bentuk mekanikal | Apakah diameter, ketinggian, terminal, kabel, penyambung dan kaedah pemasangan yang diperlukan? |
| Kuantiti dan penyesuaian | Apakah kuantiti prototaip, volum tahunan dan keperluan prestasi tersuai? |
Jauhkan kon bunyi lengkap daripada dinding kandang dan kurungan pelekap.
Jangan tutup bukaan akustik dengan plastik biasa, kain tebal atau jaringan yang tidak sesuai.
Pastikan sasaran terdekat di luar zon mati yang ditentukan.
Jajarkan sasaran licin sedekat mungkin dengan berserenjang dengan paksi penderiaan.
Gunakan pengasingan getaran apabila penderia dipasang berhampiran motor, pam atau penggerak mekanikal.
Jauhkan jejak pensuisan arus tinggi dan litar kuasa bising daripada input penerima.
Gunakan pembumian, perisai dan penapisan yang sesuai untuk isyarat gema yang lemah.
Elakkan air, ais, minyak atau pencemaran berat daripada terkumpul pada muka transduser.
Cetuskan penderia ultrasonik bersebelahan secara berurutan untuk mengurangkan gangguan akustik.
Kalibrasi dan sahkan penderia selepas ia dipasang di perumahan produk akhir.
Manorshi menyediakan produk ultrasonik jenis terbuka, kalis air, frekuensi tinggi, bantuan letak kereta dan pengesan aras untuk pengilang, pembangun elektronik dan pembekal peralatan industri.
Parameter penilaian yang tersedia boleh termasuk kekerapan pusat, tahap tekanan bunyi, kepekaan penerimaan, sudut rasuk, kapasitansi, masa deringan, suhu operasi, dimensi perumahan, terminal, wayar plumbum dan perlindungan alam sekitar.
Lihat Pemancar dan penerima ultrasonik kalis air 40 kHz atau semak imbas yang lengkap Julat sensor ultrasonik Manorshi.
Untuk aplikasi baharu, sediakan julat pengukur yang diperlukan, bahan sasaran, persekitaran operasi, voltan bekalan, sudut rasuk, dimensi, kuantiti tahunan dan output yang dijangkakan. Hubungi Manorshi untuk membincangkan pemilihan penderia, sampel atau keperluan transduser ultrasonik yang disesuaikan.
Penderia julat ultrasonik ialah peranti bukan sentuhan yang mengeluarkan nadi ultrasonik, mengesan gema yang dipantulkan dan mengira jarak ke sasaran daripada masa perjalanan pergi balik bunyi.
Formula asas ialah Jarak = Masa Gema × Kelajuan Bunyi ÷ 2 . Pengiraan dibahagikan dengan dua kerana masa yang diukur termasuk perjalanan keluar ke sasaran dan perjalanan pulang ke penerima.
Empat puluh kilohertz menyediakan keseimbangan praktikal antara saiz transduser, output akustik, pengecilan udara, ketersediaan komponen dan pengesanan jarak dekat hingga sederhana. Ia biasa tetapi tidak sesuai untuk setiap aplikasi.
Transduser ultrasonik ialah komponen elektromekanikal yang menukarkan tenaga elektrik kepada ultrasound atau ultrasound kepada isyarat elektrik. Penderia ultrasonik boleh merujuk kepada transduser sahaja atau kepada modul lengkap yang mengandungi transduser, pemacu, penerima dan elektronik pemprosesan isyarat.
Zon buta ialah kawasan minimum di hadapan penderia yang tidak dapat mengukur jarak yang boleh dipercayai. Ia disebabkan terutamanya oleh deringan transduser, masa pemulihan litar dan isyarat dihantar yang kuat menutup gema rapat.
Suhu mengubah kelajuan bunyi di udara. Jika pengiraan menggunakan kelajuan bunyi tetap sementara suhu sebenar berubah, jarak yang dilaporkan akan mengandungi ralat berkadar. Pampasan suhu meningkatkan ketepatan mutlak.
ya. Penderiaan ultrasonik tidak bergantung pada pantulan cahaya nampak, jadi ia boleh mengesan banyak bahan lutsinar. Walau bagaimanapun, permukaan lutsinar yang licin mesti diletakkan pada sudut yang sesuai supaya gema akustik kembali ke penerima.
Pengesanan mungkin boleh dilakukan, tetapi bahan lembut, berliang dan berserabut boleh menyerap tenaga ultrasonik dan menghasilkan gema yang lemah. Julat berkesan hendaklah diuji menggunakan bahan sebenar, ketebalan dan keadaan permukaan.
ya. Sensor yang dipasang di atas tangki boleh mengukur jarak ke permukaan cecair tanpa menyentuh cecair. Permukaan yang tenang biasanya memberikan hasil yang lebih baik daripada permukaan berbuih, bergelora, bersudut atau banyak dilitupi wap.
Warna sasaran biasanya mempunyai sedikit kesan langsung kerana penderia ultrasonik menggunakan bunyi berbanding cahaya yang boleh dilihat. Sudut permukaan, kekerasan, saiz, tekstur dan penyerapan akustik biasanya lebih penting.
Kegelapan tidak menjejaskan penderiaan ultrasonik. Habuk atau kabus sederhana mungkin mempunyai kesan yang kurang berbanding penderia optik, tetapi habuk berat, titisan air, pemeluwapan atau bahan yang menutup muka transduser masih boleh mengurangkan prestasi.
Tidak. Bunyi ultrasonik ialah gelombang mekanikal dan memerlukan medium seperti udara, gas, cecair atau pepejal untuk merambat. Sensor julat ultrasonik berganding udara konvensional tidak boleh beroperasi dalam vakum.
Punca biasa termasuk sasaran di dalam zon buta, pantulan akustik yang lemah, sasaran bersudut atau bergerak, gema struktur berdekatan, bunyi elektrik, variasi suhu, aliran udara, pencemaran transduser dan gangguan daripada penderia ultrasonik lain.
Cetuskan penderia secara berurutan dan berikan masa yang cukup untuk setiap nadi yang dihantar dan gemanya mereput sebelum mengaktifkan penderia seterusnya. Penyegerakan, jarak, pengasingan akustik dan isyarat berkod juga boleh mengurangkan crosstalk.
Pilih rasuk yang lebih lebar apabila kedudukan sasaran berbeza-beza atau kawasan pengesanan yang lebih besar diperlukan. Pilih rasuk yang lebih sempit apabila objek berdekatan mesti dikecualikan atau lebih banyak ukuran arah diperlukan. Nilaikan tindak balas kon bunyi yang lengkap dan bukannya satu sudut nominal sahaja.
Penderia jenis terbuka sesuai untuk aplikasi dalaman yang dilindungi dan boleh menawarkan prestasi akustik yang cekap. Penderia kalis air adalah lebih baik untuk persekitaran automotif, luar, paras cecair atau kelembapan tinggi. Pilihan yang betul bergantung pada pendedahan alam sekitar, julat dan keperluan mekanikal.
Sediakan kekerapan tengah, julat pengukuran, butiran sasaran, sudut rasuk yang diperlukan, penghantaran SPL, kepekaan menerima, voltan pemacu, jenis litar, suhu operasi, keperluan kalis air, dimensi, kaedah pelekap, terminal, panjang kabel, penyambung, keperluan pensijilan dan kuantiti pesanan tahunan.
