Visninger: 87 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstidspunkt: 2020-04-14 Opprinnelse: nettsted
En ultrasonisk avstandssensor er en berøringsfri sensor som måler avstanden mellom sensoren og et mål ved å sende ultralydlydpulser og måle hvor lang tid det reflekterte ekkoet tar før det kommer tilbake.
Ultralydbølger har frekvenser over det normale menneskelige hørselsområdet på omtrent 20 kHz. Luftkoblede avstandssensorer opererer vanligvis rundt 40 kHz, selv om andre frekvenser brukes i henhold til nødvendig måleområde, oppløsning, transduserstørrelse, strålemønster og miljøforhold.
I motsetning til optiske avstandssensorer, avhenger ikke en ultralydsensor primært av målets farge eller reflektivitet for synlig lys. Den kan derfor oppdage mange gjennomsiktige, gjennomskinnelige, mørke eller blanke objekter, forutsatt at målet returnerer et tilstrekkelig sterkt akustisk ekko mot mottakeren.
Rask svar: En ultrasonisk avstandssensor sender en høyfrekvent lydpuls mot et mål, mottar det reflekterte ekkoet og beregner avstanden fra reisetiden rundt tur. Grunnformelen er Avstand = Lydhastighet × Ekkotid ÷ 2.
Ultralydavstandsteknologi er mye brukt i robothindredeteksjon, bilparkeringshjelp, væskenivåmåling, automatiske dører, industriell automasjon, sikkerhetssystemer, materialhåndtering og gjenstandsdeteksjon.
Manorshi forsyninger ultralydsensorer og transdusere for avstandsmåling, gjenstandsdeteksjon, parkeringssystemer, nivåføling og tilpassede elektroniske applikasjoner.
De fleste ultralydavstandssensorer bruker flytidsprinsippet , også kalt ekko-transittidsmetoden. Systemet måler tiden mellom sending av en ultralydpuls og mottak av dens reflekterte ekko.
Styrekretsen genererer et kort elektrisk utbrudd ved eller nær ultralydtransduserens nominelle frekvens.
Den overførende transduseren konverterer det elektriske signalet til ultralyd mekanisk vibrasjon.
Ultralydpulsen beveger seg gjennom luften mot målet.
En del av lydenergien reflekteres fra måloverflaten.
Mottakeren konverterer det returnerte akustiske ekkoet til et lite elektrisk signal.
Signalbehandlingskretsen forsterker, filtrerer og oppdager ekkoet.
En mikrokontroller eller tidskrets måler reisetiden rundt tur og konverterer den til avstand.
Avstand = (Ekkotid × Lydhastighet) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d er enveisavstanden mellom sensoren og målet.
t er den målte rundturstiden fra sending til ekkomottak.
c er lydhastigheten i målemediet.
Resultatet deles på to fordi lyden går fra sensoren til målet og deretter tilbake til sensoren.
Ved omtrent 20°C er lydhastigheten i tørr luft omtrent 343 m/s. Hvis den målte ekkotiden er 5,83 millisekunder, er den beregnede avstanden:
Avstand = 0,00583 sekunder × 343 m/s ÷ 2
Avstand ≈ 1 meter
Dette eksemplet forutsetter en stabil lufttemperatur og et klart detekterbart ekko. Ekte systemer kan også bruke temperaturkompensasjon, signalfiltrering, terskeldeteksjon, kalibrering og multi-sample gjennomsnitt.
Kjernen i mange ultralydavstandstransdusere er et piezoelektrisk keramisk element festet til en metallmembran eller resonansplate. Sammenstillingen kan også inkludere en resonator, akustisk hus, terminaler, dempemateriale, beskyttelsesnett og miljømessige tetningskomponenter.
Når en elektrisk vekselspenning påføres den piezoelektriske keramikken, utvider materialet seg og trekker seg sammen. Denne mekaniske deformasjonen får membranen til å vibrere og utstråle ultralydbølger i luften.
Den omvendte piezoelektriske prosessen skjer under mottak. Tilbakevendende ultralydtrykkbølger vibrerer membranen og det piezoelektriske elementet, og genererer et lite elektrisk signal som kan forsterkes og behandles av mottakerkretsen.
En traktformet eller hornformet resonator kan forbedre overføringen av akustisk energi mellom det piezoelektriske elementet og den omgivende luften. Dens geometri påvirker også følsomhet, resonansfrekvens og strålemønster.
Viktig forskjell: Luftkoblet ultralydmåling måler normalt ekko reflektert fra en måloverflate. Det bør ikke forveksles med medisinsk bildebehandling eller ultralyd ikke-destruktive testsystemer designet for å overføre lyd gjennom væsker eller faste materialer.
Et ultralydavstandssystem kan bruke en separat sender og mottaker eller en enkelt sender/mottaker som veksler mellom å sende og motta.
| Konfigurasjon | Arbeidsmetode | Typiske fordeler | Designhensyn |
|---|---|---|---|
| Separat sender og mottaker | En transduser sender kontinuerlig eller intermitterende mens den andre transduseren mottar ekko. | Separate sende- og mottaksbaner, fleksibel kretsdesign og ikke nødvendig å bytte ett element mellom moduser. | Sensoravstand, innretting, akustisk kobling og direkte transmitter-mot-mottaker-overtale må kontrolleres. |
| Enkel ultralydsender/mottaker | Ett element sender pulsen og bytter deretter til mottaksmodus. | Kompakt mekanisk design og enklere justering mellom sende- og mottaksaksene. | Systemet må vente på at mekanisk ringing avtar før det oppdager ekkoer på nært hold. |
| Gjennomgående bjelkepar | Sender og mottaker vender mot hverandre, og systemet oppdager når et objekt avbryter lydbanen. | Rask respons og pålitelig gjenkjenning av gjennomsiktige filmer, flasker og raskt bevegelige gjenstander. | Denne konfigurasjonen oppdager først og fremst tilstedeværelse i stedet for å beregne reflekterende målavstand. |
Følgende tabell bevarer eksemplet med 40 kHz ultralydsender- og mottakerparametere fra den originale siden. Disse verdiene skal ikke behandles som universelle spesifikasjoner for hver ultralydsensor. Bekreft alltid det endelige delenummeret, testbetingelsene og produktdatabladet før du designer drivkretsen eller godkjenner en produksjonskomponent.
| Spesifikasjonseksempel | Verdi |
|---|---|
| Senterfrekvens | 40 ± 1,0 kHz |
| Sender lydtrykknivå | 100 dB minimum |
| Mottar følsomhet | -72 dB minimum |
| Ekkofølsomhet | ≥230 mV |
| Ringetid | 1,2 ms maksimum |
| Kapasitans ved 1 kHz | 2400 pF ±20 % |
| Maksimal kontinuerlig kjørespenning | 20 Vrms |
| Total strålevinkel | 47° typisk ved −6 dB |
| Forfallstid | ≤1,2 ms |
| Driftstemperatur | −30°C til +80°C |
| Lagringstemperatur | −30°C til +80°C |
Ultralydavstandstransduserstruktur og dimensjoner
40 kHz ultralydsender og mottakerpar
Ultralydavstandsytelsen avhenger av transduseren, drivkretsen, mottakskretsen, signalbehandlingsalgoritmen, mål- og installasjonsmiljøet. Følgende parametere bør evalueres sammen i stedet for uavhengig.
Senterfrekvens er frekvensen som svingeren er designet for å fungere effektivt. For en nominell 40 kHz ultralydsvinger genererer sendekretsen normalt en burst nær 40 kHz, mens mottakeren filtreres rundt et lignende frekvensområde.
Å kjøre for langt vekk fra resonansområdet kan redusere overført akustisk energi og mottaksfølsomhet. Komponenttoleranse, temperatur, montering og husdesign kan også endre den effektive responsen.
Overføring av lydtrykknivå indikerer styrken til ultralydeffekten under spesifiserte testforhold. En høyere verdi kan støtte sterkere ekko eller lengre sanseavstander, men resultatet avhenger av drivspenning, frekvens, bølgeform, måleavstand og testarmatur.
Lydtrykkverdier skal kun sammenlignes når databladene bruker tilsvarende måleforhold.
Mottaksfølsomhet beskriver hvor effektivt mottakeren konverterer innkommende ultralydtrykk til et elektrisk signal. Høyere følsomhet kan forbedre deteksjon av svakt ekko, men hele systemet avhenger også av forsterkerstøy, filterbåndbredde, forsterkning, terskelinnstillinger og elektromagnetisk interferens.
Ekkofølsomhet representerer det mottatte signalet produsert under et definert mål og testarrangement. Et nyttig avstandssystem må skille det virkelige ekkoet fra elektrisk støy, mekanisk vibrasjon, direkte akustisk kobling og sekundære refleksjoner.
Automatisk forsterkningskontroll, båndpassfiltrering, envelopedeteksjon, korrelasjonsbehandling og adaptive terskler kan brukes for å forbedre ekkogjenkjenningen.
Etter at sendeutbruddet er slutt, fortsetter transduseren og den mekaniske strukturen å vibrere kort. Denne gjenværende vibrasjonen kalles ringing eller ring-down.
I løpet av denne gjenopprettingsperioden kan et nært målekko skjules av det mye sterkere gjenværende sendesignalet. Den tilsvarende minste målbare avstanden kalles blindsonens , dødsone eller minimumsavstanden.
Kortere ringetid støtter generelt kortere minimumsdeteksjonsavstander, selv om den endelige blindsonen også avhenger av kretsgjenoppretting, senderspenning, demping, terskelinnstillinger og signalbehandlingsmetoder.
En ultralydsvinger produserer ikke en uendelig smal rett stråle. Den utstråler akustisk energi gjennom en tredimensjonal lydkjegle som inneholder en hovedlob og mindre sidelober.
En bredere stråle kan oppdage gjenstander over et større område, men kan også motta uønskede refleksjoner fra nærliggende vegger, braketter, rør eller innkapslingsoverflater. En smalere stråle gir bedre retningselektivitet, men krever mer nøyaktig sensorjustering.
En piezoelektrisk ultralydsvinger oppfører seg stort sett som en kapasitiv elektrisk belastning. Kapasitansen påvirker driverstrømmen, impedanstilpasning, svitsjetap og resonanskretsdesign.
Den tilførte spenningen må holde seg innenfor transduserens nominelle grenser for kontinuerlig og pulsdrift. For høy drivspenning kan forårsake overoppheting, depolarisering, mekanisk skade eller forkortet levetid.
Temperaturen påvirker lydhastigheten, piezoelektriske egenskaper, resonans, følsomhet, selvklebende materialer og elektroniske komponenter. Bekreft både driftstemperaturområdet og lagringstemperaturområdet for den aktuelle sensormodellen.
Temperatur er en av de viktigste miljøvariablene fordi den endrer lydhastigheten. En vanlig brukt tilnærming for tørr luft nær normale atmosfæriske forhold er:
Lydhastighet ≈ 331,3 + (0,606 × temperatur i °C) m/s
Et system som alltid antar 343 m/s kan utvikle en målbar avstandsfeil når den faktiske temperaturen endres. For applikasjoner som krever stabil absolutt nøyaktighet, plasser en temperatursensor nær den akustiske banen og oppdater beregningen av lydhastigheten.
Store mål gir generelt mer akustisk energi enn små mål. Et mål som er smalere enn den aktive lydkjeglen kan produsere et svakt ekko eller tillate sensoren å oppdage en større gjenstand bak den.
Maksimal avstandsverdier måles vanligvis ved å bruke et spesifisert flatt referansemål. Den praktiske rekkevidden for små ledninger, smale rør, buede gjenstander eller uregelmessige deler kan være kortere.
Et flatt, glatt mål gir den sterkeste returen når overflaten er omtrent vinkelrett på sensoraksen. Hvis overflaten vippes, kan mye av den akustiske energien reflekteres bort fra mottakeren.
Rue overflater sprer lyd i flere retninger og kan tolerere en større vinkelvariasjon, men den returnerte energien kan være mindre forutsigbar.
Harde overflater som metall, glass, stiv plast, tre og rolige væskeoverflater gir ofte nyttige refleksjoner. Myke, porøse eller fibrøse materialer som skum, tykt stoff, bomull og løs isolasjon kan absorbere ultralydenergi og redusere deteksjonsområdet.
Gjennomsiktige gjenstander er ofte detekterbare fordi ultralyd ikke er avhengig av synlig gjennomsiktighet. Imidlertid trenger en glatt glass- eller plastoverflate fortsatt en passende vinkel for å reflektere lyden tilbake mot sensoren.
Objekter som befinner seg innenfor den angitte blindsonen kan ikke måles pålitelig. Sensoren kan ikke rapportere noe mål, en ustabil verdi eller en falsk avstand generert av ringing og interne refleksjoner.
Installasjonen må holde det nærmeste forventede målet utover minimumsavstanden som er angitt i det endelige sensor- eller moduldatabladet.
Sterk luftstrøm kan endre den effektive lydbanen, mens raskt skiftende temperaturgradienter kan bøye den akustiske bølgen eller endre dens forplantningshastighet langs målebanen.
Unngå å montere en presisjonsavstandssensor direkte ved siden av varmluftsuttak, kjølevifter, dampventiler eller raskt fluktuerende termiske kilder.
Moderat fuktighet har generelt mindre effekt enn temperatur, men fuktighet kan fortsatt påvirke akustisk demping og sensordrift. Vanndråper, kondens, is eller forurensning på transduserflaten kan blokkere eller forvrenge lydbanen.
Utendørs eller høyfuktighetsapplikasjoner bør bruke en passende forseglet eller vanntett ultralydsvinger i stedet for å anta at en åpen sensor er miljøbeskyttet.
Vegger, monteringsbraketter, beskyttelsesdeksler, tankkanter og maskinrammer kan returnere uønsket ekko. Disse refleksjonene kan komme før eller etter det tiltenkte målekkoet og forårsake falske målinger.
Hold hovedlydkjeglen klar og test hele sensorenheten i det endelige kabinettet i stedet for å evaluere bare den bare transduseren.
Når flere ultralydsensorer opererer tett sammen, kan en mottaker oppdage en puls sendt av en annen sensor. Dette kalles akustisk krysstale og kan skape feil avstandsavlesninger.
Bruk synkronisert trigging, sekvensiell måling, tilstrekkelig avstand, fysisk akustisk isolasjon eller kodede overføringsmetoder for å redusere interferens.
Bruk temperaturkompensasjon. Mål lufttemperaturen nær den akustiske banen og oppdater beregningen av lydhastigheten.
Hold målet utenfor blindsonen. Kontroller minimum måleavstand under den faktiske drivspenningen og kretsforholdene.
Juster målet riktig. Plasser jevne, flate mål så nært som praktisk mulig til vinkelrett på sensoraksen.
Hold lydkjeglen klar. Forhindre at braketter, deksler og innkapslingsvegger kommer inn i deteksjonsfeltet.
Bruk båndpassfiltrering. Filtrer rundt svingerens driftsfrekvens for å redusere elektrisk og akustisk bredbåndsstøy.
Bruk digital gjennomsnittsberegning eller medianfiltrering. Flere målinger kan redusere tilfeldig støy og avvise isolerte uteliggere.
Kontroller senderens timing. Gi tilstrekkelig tid til at forrige ekko forsvinner før du sender en ny puls.
Synkroniser flere sensorer. Utløs sensorer sekvensielt eller bruk en kontrollert synkroniseringsmetode for å redusere krysstale.
Kalibrer hele enheten. Test sensor, kabinett, monteringsstruktur og elektronikk sammen på kjente avstander.
Testrepresentative mål. Valider ytelsen ved å bruke den faktiske objektstørrelsen, materialet, vinkelen, hastigheten og miljøforholdene.
Åpen ultralydsensorer bruker normalt et metallhus med en synlig akustisk åpning. De er ofte valgt for innendørs elektronikk, utviklingstavler, roboter, objektdeteksjon og kostnadssensitive avstandsmålesystemer.
De kan gi effektiv akustisk overføring, men er generelt ikke utformet for direkte eksponering for regn, vannsprut, kondens eller alvorlig forurensning med mindre annet er spesifisert.
Vanntette eller værbestandige ultralydsvingere bruker en forseglet frontflate og beskyttende hus. De er egnet for bilparkeringssystemer, utendørsutstyr, væskenivåmåling, sikkerhetsprodukter og industrielle applikasjoner utsatt for støv eller fuktighet.
Den beskyttende strukturen endrer den akustiske responsen, så den vanntette modellen må matches med en passende drivfrekvens, spenning og mottakskrets.
En integrert ultralydavstandsmodul kombinerer en eller flere transdusere med sendeelektronikk, mottaksforsterkning, signalbehandling og et digitalt eller analogt utgangsgrensesnitt.
Moduler forenkler systemutvikling, men gir mindre kontroll over den interne bølgeformen, forsterkningen og deteksjonsalgoritmen enn en tilpasset transduserbasert krets.
Høyfrekvente ultralydsvingere har kortere bølgelengder og kan støtte deteksjon av mindre funksjoner eller mer spesialiserte målinger. Høyfrekvent lyd blir imidlertid generelt dempet sterkere i luft, noe som kan redusere det praktiske sanseområdet.
Frekvens bør velges i henhold til rekkevidde, målstørrelse, oppløsning, transduserdiameter, miljødempning og systembåndbredde i stedet for å anta at en høyere frekvens alltid er bedre.
| Fordeler | Begrensninger |
|---|---|
| Berøringsfri avstand og tilstedeværelsesmåling | Har minimum sanseavstand eller blindsone |
| Kan oppdage mange gjennomsiktige, mørke og reflekterende objekter | Myke eller porøse materialer kan absorbere lyden |
| Fungerer uten synlig belysning | Glatt vinklede mål kan reflektere ekkoet bort |
| Kan måle væskenivå uten å komme i kontakt med væsken | Skum, bølger, turbulens eller damp kan redusere påliteligheten |
| Kostnadseffektiv for kort- og mellomdistanseapplikasjoner | Temperaturkompensasjon kan være nødvendig for nøyaktig avstandsmåling |
| Tilgjengelig som åpne, vanntette, høyfrekvente og integrerte modeller | Flere sensorer kan forstyrre hverandre |
| Egnet for kompakte og integrerte elektroniske systemer | Nærliggende strukturer kan skape sekundære refleksjoner |
Ingen enkelt sensorteknologi er ideell for alle bruksområder. Det riktige valget avhenger av målet, nødvendig rekkevidde, responshastighet, oppløsning, lysforhold, miljøeksponering og systemkostnad.
| Sammenligning | Ultralydsensor | Infrarød eller fotoelektrisk sensor | LiDAR eller laseravstandssensor |
|---|---|---|---|
| Måleprinsipp | Lydtid for flyturen | Reflektert eller avbrutt lys | Laser eller optisk flytid |
| Mål fargefølsomhet | Generelt lavt | Kan være betydelig | Avhenger av optisk reflektivitet |
| Transparent måldeteksjon | Ofte effektiv med passende målvinkel | Kan kreve en spesialisert optisk sensor | Kan være vanskelig for klare materialer |
| Strålestørrelse | Relativt bred lydkjegle | Vanligvis smalere | Veldig smal flekk eller skannestråle |
| Responshastighet | Begrenset av god reisetid | Generelt rask | Generelt rask |
| Hovedproblemet for miljøet | Temperatur, luftstrøm, absorpsjon og akustiske refleksjoner | Omgivelseslys, støv, farge og optisk forurensning | Optisk forurensning, reflektivitet, tåke og kostnad |
| Typisk styrke | Pålitelig berøringsfri deteksjon av varierte materialer | Rask gjenstandsdeteksjon og presise lyspunkter | Lang rekkevidde, smal stråle og høy romlig presisjon |
Mobile roboter, automatiserte veiledede kjøretøy, serviceroboter og utdanningsplattformer bruker ultralydsensorer for å oppdage vegger, utstyr, mennesker og andre hindringer uten fysisk kontakt.
Vanntette ultralydsvingere installert i kjøretøyets støtfangere måler avstanden til nærliggende hindringer og støtter parkeringsvarslingssystemer, lavhastighetsmanøvrering og nærhetsvarsler.
En nedovervendt ultralydnivåsensor måler avstanden fra sensoren til væskeoverflaten. Kontrolleren kan beregne gjenværende væskehøyde når tankdimensjonene og sensorposisjonen er kjent.
Skum, damp, agitasjon, vinklede væskeoverflater og indre tankstrukturer bør evalueres under påføringstesting.
Ultralydsensorer kan oppdage produkter på transportbånd, overvåke stabelhøyde, bekrefte komponenttilstedeværelse, telle beholdere og oppdage gjennomsiktige flasker eller filmer som kan være vanskelige for standard optiske sensorer.
Ultralyddeteksjon kan identifisere bevegelse eller tilstedeværelse nær dører, innganger, begrensede områder og alarmsystemer uten å kreve synlig belysning.
Kortdistanse ultralydsensorer kan måle avstanden mellom en drone og bakken under sveving eller landing i lav høyde. Rotorens luftstrøm, overflatevinkel, gress og lydinterferens må tas i betraktning.
Ultrasonisk nærhetsdeteksjon kan integreres i dispensere, husholdningsapparater, kontrollpaneler, avfallsbeholdere og andre produkter som krever berøringsfri aktivering eller nivåovervåking.
Å velge en passende ultralydsensor krever mer enn å velge en frekvens. Gi leverandøren de komplette bruksforholdene slik at den akustiske, elektriske og mekaniske utformingen kan evalueres sammen.
| Spørsmål om valgelement | som skal bekreftes |
|---|---|
| Måleområde | Hva er minimum og maksimum målavstander? |
| Mål | Hva er målets materiale, størrelse, form, vinkel og bevegelseshastighet? |
| Hyppighet | Er 40 kHz passende for den nødvendige rekkevidden og målstørrelsen? |
| Strålevinkel | Er det nødvendig med et bredt deteksjonsområde eller en smal retningsstråle? |
| Miljø | Vil sensoren møte regn, kondens, støv, kjemikalier, vind eller ekstreme temperaturer? |
| Nøyaktighet og oppløsning | Hvilken målefeil og repeterbarhet kan applikasjonen akseptere? |
| Responstid | Hvor raskt må systemet oppdage eller spore målet? |
| Elektrisk grensesnitt | Er det nødvendig med bare transduser, sender-mottakerpar, analog utgang eller digital modul? |
| Drivkrets | Hvilken spenning, burst-bølgeform, forsterker- og mottakerarkitektur vil bli brukt? |
| Mekanisk design | Hvilken diameter, høyde, terminal, kabel, kontakt og monteringsmetode kreves? |
| Antall og tilpasning | Hva er prototypemengden, årlig volum og tilpassede ytelseskrav? |
Hold hele lydkjeglen unna skapvegger og monteringsbraketter.
Ikke dekk til den akustiske åpningen med vanlig plast, tykt stoff eller uegnet netting.
Hold det nærmeste målet utenfor den angitte dødsonen.
Juster jevne mål så nært som mulig vinkelrett på sensoraksen.
Bruk vibrasjonsisolering når sensoren er installert i nærheten av motorer, pumper eller mekaniske aktuatorer.
Hold svitsjespor med høy strøm og støyende strømkretser unna mottakerinngangen.
Bruk egnet jording, skjerming og filtrering for svake ekkosignaler.
Unngå at vann, is, olje eller kraftig forurensning samler seg på transduserens overflate.
Utløs tilstøtende ultralydsensorer sekvensielt for å redusere akustisk interferens.
Kalibrer og valider sensoren etter at den er installert i det endelige produkthuset.
Manorshi tilbyr åpen type, vanntette, høyfrekvente, parkeringsassistanse og nivåfølende ultralydprodukter for produsenter, elektronikkutviklere og leverandører av industrielt utstyr.
Tilgjengelige evalueringsparametere kan inkludere senterfrekvens, lydtrykknivå, mottaksfølsomhet, strålevinkel, kapasitans, ringetid, driftstemperatur, husdimensjoner, terminaler, ledninger og miljøvern.
Se på 40 kHz vanntett ultralydsender og mottaker eller bla gjennom hele Manorshi ultralydsensorserie.
For en ny applikasjon, oppgi nødvendig måleområde, målmateriale, driftsmiljø, forsyningsspenning, strålevinkel, dimensjoner, årlig mengde og forventet effekt. Kontakt Manorshi for å diskutere sensorvalg, prøver eller tilpassede krav til ultralydsvinger.
En ultralydavstandssensor er en berøringsfri enhet som sender ut en ultralydpuls, oppdager det reflekterte ekkoet og beregner avstanden til målet fra lydens tur-retur-reisetid.
Grunnformelen er Avstand = Ekkotid × Lydhastighet ÷ 2 . Beregningen er delt på to fordi den målte tiden inkluderer utreisen til målet og tilbaketuren til mottakeren.
Førti kilohertz gir en praktisk balanse mellom svingerstørrelse, akustisk effekt, luftdemping, komponenttilgjengelighet og kort- til middels rekkevidde. Det er vanlig, men ikke egnet for alle bruksområder.
En ultralydsvinger er den elektromekaniske komponenten som konverterer elektrisk energi til ultralyd eller ultralyd til et elektrisk signal. En ultralydsensor kan referere til transduseren alene eller til en komplett modul som inneholder transduseren, driveren, mottakeren og signalbehandlingselektronikken.
Blindsonen er minimumsområdet foran sensoren der pålitelig avstandsmåling ikke er mulig. Det er hovedsakelig forårsaket av svingerringing, kretsgjenopprettingstid og det sterke overførte signalet som maskerer et nært ekko.
Temperaturen endrer lydhastigheten i luft. Dersom beregningen bruker en fast lydhastighet mens den faktiske temperaturen endres, vil den rapporterte avstanden inneholde en proporsjonal feil. Temperaturkompensasjon forbedrer absolutt nøyaktighet.
Ja. Ultralydføling er ikke avhengig av refleksjon av synlig lys, så den kan oppdage mange gjennomsiktige materialer. Imidlertid må en jevn gjennomsiktig overflate plasseres i en passende vinkel slik at det akustiske ekkoet går tilbake til mottakeren.
Deteksjon kan være mulig, men myke, porøse og fibrøse materialer kan absorbere ultralydenergi og produsere svake ekko. Det effektive området bør testes med det faktiske materialet, tykkelsen og overflatetilstanden.
Ja. En sensor installert over en tank kan måle avstanden til væskeoverflaten uten å berøre væsken. Rolige overflater gir generelt bedre resultater enn skummende, turbulente, vinklede eller sterkt dampdekkede overflater.
Målfarge har normalt liten direkte effekt fordi ultralydsensorer bruker lyd i stedet for synlig lys. Overflatevinkel, hardhet, størrelse, tekstur og akustisk absorpsjon er vanligvis viktigere.
Mørke påvirker ikke ultralydsensoren. Moderat støv eller tåke kan ha mindre påvirkning enn på optiske sensorer, men tungt støv, vanndråper, kondens eller materiale som dekker transduserens overflate kan fortsatt redusere ytelsen.
Nei. Ultralyd er en mekanisk bølge og krever et medium som luft, gass, væske eller fast stoff for å forplante seg gjennom. En konvensjonell luftkoblet ultralydavstandssensor kan ikke fungere i et vakuum.
Vanlige årsaker inkluderer et mål innenfor blindsonen, svak akustisk refleksjon, et vinklet eller bevegelig mål, nærliggende strukturelle ekkoer, elektrisk støy, temperaturvariasjoner, luftstrøm, transduserforurensning og interferens fra andre ultralydsensorer.
Utløs sensorene sekvensielt og la nok tid for hver overførte puls og dens ekko avta før du aktiverer neste sensor. Synkronisering, avstand, akustisk isolasjon og kodede signaler kan også redusere krysstale.
Velg en bredere stråle når målposisjonen varierer eller et større deteksjonsområde er nødvendig. Velg en smalere stråle når nærliggende objekter må utelukkes eller det er behov for mer retningsmåling. Vurder hele lydkjegleresponsen i stedet for bare én nominell vinkel.
Sensorer av åpen type er egnet for beskyttede innendørsapplikasjoner og kan tilby effektiv akustisk ytelse. Vanntette sensorer er bedre for bil-, utendørs-, væskenivå- eller miljøer med høy luftfuktighet. Riktig valg avhenger av miljøeksponering, rekkevidde og mekaniske krav.
Oppgi senterfrekvens, måleområde, måldetaljer, nødvendig strålevinkel, sende-SPL, mottaksfølsomhet, drivspenning, kretstype, driftstemperatur, vanntetthetskrav, dimensjoner, monteringsmetode, terminaler, kabellengde, kontakt, sertifiseringskrav og årlig bestillingsmengde.
