Vizualizări: 87 Autor: Editor site Ora publicării: 2020-04-14 Origine: Site
Un senzor de măsurare cu ultrasunete este un dispozitiv de detectare fără contact care măsoară distanța dintre senzor și o țintă prin transmiterea impulsurilor ultrasonice de sunet și măsurarea timpului în care ecoul reflectat durează să revină.
Undele ultrasonice au frecvențe peste intervalul normal de auz uman de aproximativ 20 kHz. Senzorii de distanță cuplați cu aer funcționează în mod obișnuit în jurul valorii de 40 kHz, deși alte frecvențe sunt utilizate în funcție de domeniul de măsurare necesar, rezoluția, dimensiunea traductorului, modelul fasciculului și condițiile de mediu.
Spre deosebire de senzorii optici de distanță, un senzor cu ultrasunete nu depinde în primul rând de culoarea țintei sau de reflectivitatea luminii vizibile. Prin urmare, poate detecta multe obiecte transparente, translucide, întunecate sau lucioase, cu condiția ca ținta să returneze un ecou acustic suficient de puternic către receptor.
Răspuns rapid: un senzor de măsurare cu ultrasunete trimite un impuls sonor de înaltă frecvență către o țintă, primește ecoul reflectat și calculează distanța față de timpul de călătorie dus-întors. Formula de bază este Distanța = Viteza sunetului × Timpul ecou ÷ 2.
Tehnologia cu ultrasunete este utilizată pe scară largă în detectarea obstacolelor robotizate, asistența la parcare auto, măsurarea nivelului lichidului, ușile automate, automatizările industriale, sistemele de securitate, manipularea materialelor și detectarea prezenței obiectelor.
Manorshi provizii senzori și traductoare ultrasonice pentru măsurarea distanței, detectarea obiectelor, sistemele de parcare, detectarea nivelului și aplicațiile electronice personalizate.
Majoritatea senzorilor de distanță cu ultrasunete folosesc principiul timpului de zbor , numit și metoda ecou-timp de tranzit. Sistemul măsoară timpul dintre transmiterea unui impuls ultrasonic și primirea ecoului reflectat.
Circuitul de control generează o explozie electrică scurtă la sau în apropierea frecvenței nominale a traductorului ultrasonic.
Traductorul de transmisie convertește semnalul electric în vibrații mecanice ultrasonice.
Pulsul ultrasonic se deplasează prin aer spre țintă.
O parte din energia sonoră este reflectată de suprafața țintă.
Receptorul convertește ecoul acustic returnat într-un mic semnal electric.
Circuitul de condiționare a semnalului amplifică, filtrează și detectează ecoul.
Un microcontroler sau un circuit de sincronizare măsoară timpul de călătorie dus-întors și îl convertește în distanță.
Distanță = (Timp ecou × Viteza sunetului) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d este distanța unidirecțională dintre senzor și țintă.
t este timpul măsurat dus-întors de la transmisie la recepția ecoului.
c este viteza sunetului în mediul de măsurare.
Rezultatul este împărțit la doi deoarece sunetul se deplasează de la senzor la țintă și apoi înapoi la senzor.
La aproximativ 20°C, viteza sunetului în aer uscat este de aproximativ 343 m/s. Dacă timpul de eco măsurat este de 5,83 milisecunde, distanța calculată este:
Distanța = 0,00583 secunde × 343 m/s ÷ 2
Distanța ≈ 1 metru
Acest exemplu presupune o temperatură stabilă a aerului și un ecou clar detectabil. Sistemele reale pot aplica, de asemenea, compensarea temperaturii, filtrarea semnalului, detectarea pragului, calibrarea și evaluarea medie a mai multor probe.
Miezul multor traductoare cu ultrasunete este un element ceramic piezoelectric atașat la o diafragmă metalică sau o placă rezonantă. Ansamblul poate include, de asemenea, un rezonator, carcasă acustică, terminale, material de amortizare, plasă de protecție și componente de etanșare a mediului.
Când o tensiune electrică alternativă este aplicată ceramicii piezoelectrice, materialul se dilată și se contractă. Această deformare mecanică face ca diafragma să vibreze și să radieze unde ultrasonice în aer.
Procesul piezoelectric invers are loc în timpul recepției. Undele de presiune ultrasonice care revin fac vibrare diafragma și elementul piezoelectric, generând un mic semnal electric care poate fi amplificat și procesat de circuitul de recepție.
Un rezonator în formă de pâlnie sau în formă de corn poate îmbunătăți transferul de energie acustică între elementul piezoelectric și aerul din jur. Geometria sa influențează, de asemenea, sensibilitatea, frecvența de rezonanță și modelul fasciculului.
Distincție importantă: Gama ultrasonică cuplată cu aer măsoară în mod normal ecourile reflectate de pe o suprafață țintă. Nu trebuie confundat cu imagistica medicală sau cu sistemele de testare nedistructivă cu ultrasunete concepute pentru a transmite sunetul prin lichide sau materiale solide.
Un sistem de măsurare cu ultrasunete poate folosi un transmițător și un receptor separat sau un singur transceiver care alternează între transmisie și recepție.
| Configurație | Metodă de lucru | Avantaje tipice | Considerații de proiectare |
|---|---|---|---|
| Emițător și receptor separat | Un traductor transmite continuu sau intermitent în timp ce al doilea traductor primește ecouri. | Căi separate de transmisie și recepție, design flexibil de circuit și nu este nevoie să comutați un element între moduri. | Distanța dintre senzori, alinierea, cuplarea acustică și diafonia directă dintre emițător și receptor trebuie controlate. |
| Un singur transceiver cu ultrasunete | Un element transmite pulsul și apoi trece în modul de recepție. | Design mecanic compact și aliniere mai ușoară între axele de transmisie și recepție. | Sistemul trebuie să aștepte ca soneria mecanică să se decadă înainte de a detecta ecourile la distanță apropiată. |
| Pereche de fascicul traversant | Emițătorul și receptorul se confruntă unul cu celălalt, iar sistemul detectează când un obiect întrerupe calea sunetului. | Răspuns rapid și detectarea fiabilă a foliilor transparente, sticlelor și obiectelor care se mișcă rapid. | Această configurație detectează în primul rând prezența, mai degrabă decât să calculeze distanța țintei reflectorizante. |
Următorul tabel păstrează parametrii transmițătorului și receptorului cu ultrasunete de 40 kHz de exemplu din pagina originală. Aceste valori nu trebuie tratate ca specificații universale pentru fiecare senzor ultrasonic. Confirmați întotdeauna numărul final al piesei, condițiile de testare și fișa tehnică a produsului înainte de a proiecta circuitul de acționare sau de a aproba o componentă de producție.
| Specificație | Exemplu Valoare |
|---|---|
| Frecvența centrală | 40 ± 1,0 kHz |
| Transmiterea nivelului de presiune sonoră | 100 dB minim |
| Primirea sensibilității | -72 dB minim |
| Sensibilitate la eco | ≥230 mV |
| Timp de sonerie | 1,2 ms maxim |
| Capacitate la 1 kHz | 2400 pF ±20% |
| Tensiune maximă de conducere continuă | 20 Vrms |
| Unghiul total al fasciculului | 47° tipic la -6 dB |
| Timp de decădere | ≤1,2 ms |
| Temperatura de functionare | -30°C până la +80°C |
| Temperatura de depozitare | -30°C până la +80°C |
Structura și dimensiunile traductorului cu ultrasunete
Pereche emițător și receptor cu ultrasunete de 40 kHz
Performanța ultrasunetelor depinde de traductor, circuit de comandă, circuit de recepție, algoritm de procesare a semnalului, țintă și mediu de instalare. Următorii parametri ar trebui evaluați împreună, mai degrabă decât independent.
Frecvența centrală este frecvența la care traductorul este proiectat să funcționeze eficient. Pentru un traductor cu ultrasunete nominal de 40 kHz, circuitul de transmisie generează în mod normal o explozie apropiată de 40 kHz, în timp ce receptorul este filtrat în jurul unui interval de frecvență similar.
Conducerea prea departe de regiunea rezonantă poate reduce energia acustică transmisă și sensibilitatea de recepție. Toleranța componentelor, temperatura, montarea și designul carcasei pot, de asemenea, să modifice răspunsul eficient.
Nivelul presiunii sonore de transmisie indică puterea ieșirii ultrasonice în condițiile de testare specificate. O valoare mai mare poate suporta ecouri mai puternice sau distante de detectare mai lungi, dar rezultatul depinde de tensiunea, frecventa, forma de unda, distanta de masurare si dispozitivul de testare.
Valorile presiunii acustice trebuie comparate numai atunci când fișele de date utilizează condiții de măsurare echivalente.
Sensibilitatea de recepție descrie cât de eficient receptorul transformă presiunea ultrasonică de intrare într-un semnal electric. Sensibilitatea mai mare poate îmbunătăți detectarea ecouului slab, dar sistemul complet depinde și de zgomotul amplificatorului, lățimea de bandă a filtrului, câștig, setările de prag și interferența electromagnetică.
Sensibilitatea ecoului reprezintă semnalul recepționat produs sub o țintă și un aranjament de testare definite. Un sistem de măsurare util trebuie să distingă ecoul real de zgomotul electric, vibrațiile mecanice, cuplarea acustică directă și reflexiile secundare.
Controlul automat al câștigului, filtrarea trece-bandă, detectarea anvelopei, procesarea corelației și pragurile adaptive pot fi utilizate pentru a îmbunătăți recunoașterea ecoului.
După ce explozia de transmisie se termină, traductorul și structura mecanică continuă să vibreze pentru scurt timp. Această vibrație reziduală se numește suning sau ringdown.
În această perioadă de recuperare, un ecou țintă apropiat poate fi ascuns de semnalul de transmisie rezidual mult mai puternic. Distanța minimă măsurabilă corespunzătoare este numită zonei oarbe , zonă moartă a sau distanță minimă de detectare.
Timpul mai scurt de sonerie acceptă, în general, distanțe minime de detectare mai scurte, deși zona oarbă finală depinde și de recuperarea circuitului, tensiunea transmițătorului, amortizarea, setările de prag și metodele de procesare a semnalului.
Un traductor cu ultrasunete nu produce un fascicul drept infinit îngust. Radiază energie acustică printr-un con de sunet tridimensional care conține un lob principal și lobi laterali mai mici.
Un fascicul mai larg poate detecta obiecte pe o zonă mai mare, dar poate primi și reflexii nedorite de la pereții, consolele, țevile sau suprafețele incintei din apropiere. Un fascicul mai îngust oferă o selectivitate direcțională mai bună, dar necesită o aliniere mai precisă a senzorului.
Un traductor piezoelectric cu ultrasunete se comportă în mare măsură ca o sarcină electrică capacitivă. Capacitatea sa afectează curentul driverului, potrivirea impedanței, pierderile de comutare și designul circuitului rezonant.
Tensiunea aplicată trebuie să rămână în limitele nominale ale traductorului, continuu și impuls. Tensiunea excesivă de acţionare poate cauza supraîncălzire, depolarizare, deteriorare mecanică sau scurtarea duratei de viaţă.
Temperatura afectează viteza sunetului, caracteristicile piezoelectrice, rezonanța, sensibilitatea, materialele adezive și componentele electronice. Confirmați atât intervalul de temperatură de funcționare, cât și domeniul de temperatură de stocare pentru modelul real de senzor.
Temperatura este una dintre cele mai importante variabile de mediu deoarece modifică viteza sunetului. O aproximare folosită în mod obișnuit pentru aerul uscat în apropierea condițiilor atmosferice normale este:
Viteza sunetului ≈ 331,3 + (0,606 × Temperatura în °C) m/s
Un sistem care presupune întotdeauna 343 m/s poate dezvolta o eroare de distanță măsurabilă atunci când temperatura reală se schimbă. Pentru aplicațiile care necesită o precizie absolută stabilă, plasați un senzor de temperatură lângă calea acustică și actualizați calculul vitezei sunetului.
Țintele mari returnează în general mai multă energie acustică decât țintele mici. O țintă care este mai îngustă decât conul de sunet activ poate produce un ecou slab sau poate permite senzorului să detecteze un obiect mai mare în spatele său.
Valorile maxime ale intervalului sunt de obicei măsurate folosind o țintă de referință plată specificată. Gama practică pentru fire mici, țevi înguste, obiecte curbe sau părți neregulate poate fi mai scurtă.
O țintă plată și netedă oferă cea mai puternică revenire atunci când suprafața sa este aproximativ perpendiculară pe axa senzorului. Dacă suprafața este înclinată, o mare parte din energia acustică poate fi reflectată departe de receptor.
Suprafețele aspre împrăștie sunetul în mai multe direcții și pot tolera o variație unghiulară mai mare, dar energia returnată poate fi mai puțin previzibilă.
Suprafețele dure, cum ar fi metalul, sticla, plasticul rigid, lemnul și suprafețele lichide calme produc adesea reflexii utile. Materialele moi, poroase sau fibroase, cum ar fi spuma, țesătura groasă, bumbacul și izolația liberă pot absorbi energia ultrasonică și pot reduce raza de detectare.
Obiectele transparente sunt adesea detectabile, deoarece ultrasunetele nu depind de transparența vizibilă. Cu toate acestea, o suprafață netedă din sticlă sau plastic are nevoie de un unghi adecvat pentru a reflecta sunetul înapoi către senzor.
Obiectele situate în interiorul zonei oarbe specificate nu pot fi măsurate în mod fiabil. Senzorul poate raporta nicio țintă, o valoare instabilă sau o distanță falsă generată de sunete și reflexii interne.
Instalarea trebuie să păstreze cea mai apropiată țintă așteptată dincolo de distanța minimă de detectare menționată în fișa tehnică finală a senzorului sau a modulului.
Fluxul puternic de aer poate modifica calea efectivă a sunetului, în timp ce gradienții de temperatură care se schimbă rapid pot îndoi unda acustică sau pot modifica viteza de propagare a acesteia de-a lungul căii de măsurare.
Evitați montarea unui senzor de măsurare de precizie direct lângă orificii de evacuare a aerului cald, ventilatoare de răcire, orificii de ventilație pentru abur sau surse termice cu fluctuații rapide.
Umiditatea moderată are, în general, un efect mai mic decât temperatura, dar umiditatea poate influența în continuare atenuarea acustică și funcționarea senzorului. Picăturile de apă, condensul, gheața sau contaminarea de pe fața traductorului pot bloca sau distorsiona calea sunetului.
Aplicațiile în aer liber sau cu umiditate ridicată ar trebui să utilizeze un traductor cu ultrasunete etanș sau impermeabil, în loc să presupună că un senzor de tip deschis este protejat de mediu.
Pereții, suporturile de montare, capacele de protecție, marginile rezervorului și cadrele mașinii pot returna ecouri nedorite. Aceste reflecții pot apărea înainte sau după ecoul țintei dorit și pot provoca măsurători false.
Păstrați conul de sunet principal clar și testați ansamblul complet al senzorului în carcasa finală, mai degrabă decât să evaluați doar traductorul gol.
Atunci când mai mulți senzori cu ultrasunete funcționează aproape unul de celălalt, un receptor poate detecta un impuls transmis de un alt senzor. Aceasta se numește diafonie acustică și poate crea citiri incorecte ale distanței.
Utilizați declanșarea sincronizată, măsurarea secvențială, distanțarea adecvată, izolarea acustică fizică sau metodele de transmisie codificată pentru a reduce interferența.
Utilizați compensarea temperaturii. Măsurați temperatura aerului lângă calea acustică și actualizați calculul vitezei sunetului.
Țineți ținta în afara zonei oarbe. Verificați distanța minimă de măsurare în condițiile actuale ale tensiunii de acționare și ale circuitului.
Aliniați corect ținta. Poziționați ținte netede și plane cât mai aproape posibil de perpendicular pe axa senzorului.
Păstrați conul de sunet clar. Împiedicați suporturile, capacele și pereții incintei să intre în câmpul de detectare.
Utilizați filtrarea trece-bandă. Filtrați în jurul frecvenței de funcționare a traductorului pentru a reduce zgomotul electric și acustic de bandă largă.
Aplicați media digitală sau filtrarea mediană. Măsurătorile multiple pot reduce zgomotul aleatoriu și pot respinge valorile aberante izolate.
Controlează sincronizarea transmițătorului. Lăsați suficient timp pentru ca ecoul anterior să dispară înainte de a trimite un alt impuls.
Sincronizați mai mulți senzori. Declanșați senzorii secvențial sau utilizați o metodă de sincronizare controlată pentru a reduce diafonia.
Calibrați ansamblul complet. Testați împreună senzorul, carcasa, structura de montare și electronica la distanțe cunoscute.
Testați ținte reprezentative. Validați performanța utilizând dimensiunea reală a obiectului, materialul, unghiul, viteza și condițiile de mediu.
Senzorii cu ultrasunete de tip deschis folosesc în mod normal o carcasă metalică cu o deschidere acustică expusă. Sunt selectați în mod obișnuit pentru electronice de interior, plăci de dezvoltare, roboți, sisteme de detectare a obiectelor și sisteme de măsurare a distanței sensibile la costuri.
Ele pot oferi o transmisie acustică eficientă, dar în general nu sunt proiectate pentru expunerea directă la ploaie, stropire cu apă, condens sau contaminare severă, dacă nu se specifică altfel.
Traductoarele cu ultrasunete impermeabile sau rezistente la intemperii folosesc o suprafață frontală etanșă și o carcasă de protecție. Sunt potrivite pentru sisteme de parcare auto, echipamente de exterior, măsurare a nivelului lichidului, produse de securitate și aplicații industriale expuse la praf sau umiditate.
Structura de protecție modifică răspunsul acustic, astfel încât modelul impermeabil trebuie să fie asortat cu o frecvență, tensiune și circuit de recepție adecvate.
Un modul de măsurare ultrasonic integrat combină unul sau mai multe traductoare cu electronice de transmisie, amplificare de recepție, procesare a semnalului și o interfață de ieșire digitală sau analogică.
Modulele simplifică dezvoltarea sistemului, dar oferă mai puțin control asupra formei de undă interne, câștigului și algoritmului de detectare decât un circuit personalizat bazat pe traductor.
Traductoarele cu ultrasunete de frecvență mai înaltă au lungimi de undă mai scurte și pot sprijini detectarea caracteristicilor mai mici sau măsurători mai specializate. Cu toate acestea, sunetul cu frecvență mai înaltă este, în general, atenuat mai puternic în aer, ceea ce poate reduce raza practică de detectare.
Frecvența ar trebui să fie selectată în funcție de interval, dimensiunea țintei, rezoluție, diametrul traductorului, atenuarea mediului și lățimea de bandă a sistemului, mai degrabă decât să presupunem că o frecvență mai mare este întotdeauna mai bună.
| Avantaje | Limitări |
|---|---|
| Măsurarea distanței și a prezenței fără contact | Are o distanță minimă de detectare sau o zonă oarbă |
| Poate detecta multe obiecte transparente, întunecate și reflectorizante | Materialele moi sau poroase pot absorbi sunetul |
| Funcționează fără iluminare vizibilă | Țintele cu unghi neted pot reflecta ecoul |
| Poate măsura nivelul lichidului fără a intra în contact cu lichidul | Spuma, valurile, turbulențele sau vaporii pot reduce fiabilitatea |
| Eficient din punct de vedere al costurilor pentru aplicații cu rază scurtă și medie | Compensarea temperaturii poate fi necesară pentru o măsurare precisă |
| Disponibil ca modele deschise, impermeabile, de înaltă frecvență și integrate | Mai mulți senzori pot interfera între ei |
| Potrivit pentru sisteme electronice compacte și integrate | Structurile din apropiere pot crea reflexii secundare |
Nicio tehnologie de detectare nu este ideală pentru fiecare aplicație. Alegerea potrivită depinde de țintă, raza necesară, viteza de răspuns, rezoluție, condițiile de iluminare, expunerea mediului și costul sistemului.
| Comparație | Senzor cu ultrasunete Senzor | infraroșu sau fotoelectric Senzor | LiDAR sau Senzor de distanță cu laser |
|---|---|---|---|
| Principiul de măsurare | Timpul sonor al zborului | Lumină reflectată sau întreruptă | Timpul de zbor cu laser sau optic |
| Sensibilitatea țintă la culoare | În general scăzut | Poate fi semnificativ | Depinde de reflectivitate optică |
| Detectare transparentă a țintei | Adesea eficient cu unghiul țintă adecvat | Poate necesita un senzor optic specializat | Poate fi dificil pentru materiale clare |
| Dimensiunea fasciculului | Con de sunet relativ larg | De obicei mai îngustă | Punct foarte îngust sau fascicul de scanare |
| Viteza de raspuns | Limitat de timpul de călătorie sonor | În general rapid | În general rapid |
| Principala preocupare de mediu | Temperatura, fluxul de aer, absorbția și reflexiile acustice | Lumina ambientală, praf, culoare și contaminare optică | Contaminare optică, reflectivitate, ceață și cost |
| Forța tipică | Detectare fiabilă fără contact a materialelor variate | Detectare rapidă a obiectelor și puncte de lumină precise | Rază lungă, fascicul îngust și precizie spațială ridicată |
Roboții mobili, vehiculele ghidate automat, roboții de service și platformele educaționale folosesc senzori cu ultrasunete pentru a detecta pereții, echipamentele, oamenii și alte obstacole fără contact fizic.
Traductoarele cu ultrasunete rezistente la apă instalate în barele de protecție ale vehiculelor măsoară distanța până la obstacolele din apropiere și suportă sisteme de avertizare de parcare, manevre la viteză redusă și alerte de proximitate.
Un senzor de nivel ultrasonic orientat în jos măsoară distanța de la senzor la suprafața lichidului. Controlerul poate calcula înălțimea lichidului rămasă atunci când sunt cunoscute dimensiunile rezervorului și poziția senzorului.
Spuma, vaporii, agitația, suprafețele lichide înclinate și structurile interne ale rezervorului trebuie evaluate în timpul testării aplicării.
Senzorii cu ultrasunete pot detecta produse pe benzi transportoare, pot monitoriza înălțimea stivei, pot confirma prezența componentelor, pot număra recipientele și pot detecta sticle transparente sau filme care pot fi dificile pentru senzorii optici standard.
Detectarea cu ultrasunete poate identifica mișcarea sau prezența în apropierea ușilor, intrărilor, zonelor restricționate și sistemelor de alarmă fără a necesita iluminare vizibilă.
Senzorii cu ultrasunete cu rază scurtă de acțiune pot măsura distanța dintre o dronă și sol în timpul planării sau aterizării la altitudine joasă. Trebuie luate în considerare fluxul de aer al rotorului, unghiul suprafeței, iarba și interferența sunetului.
Detectarea de proximitate cu ultrasunete poate fi integrată în dozatoare, aparate de uz casnic, panouri de control, coșuri de gunoi și alte produse care necesită activare fără atingere sau monitorizare a nivelului.
Selectarea unui senzor ultrasonic adecvat necesită mai mult decât alegerea unei frecvențe. Furnizați furnizorului condițiile complete de aplicare, astfel încât designul acustic, electric și mecanic să poată fi evaluat împreună.
| Element de selecție | Întrebări de confirmat |
|---|---|
| Domeniul de măsurare | Care sunt distanțele minime și maxime țintă? |
| Ţintă | Care sunt materialul, dimensiunea, forma, unghiul și viteza de mișcare a țintei? |
| Frecvenţă | Este 40 kHz adecvat pentru intervalul și dimensiunea țintei necesare? |
| Unghiul fasciculului | Este necesară o zonă de detectare largă sau un fascicul direcțional îngust? |
| Mediu | Senzorul va întâlni ploaie, condens, praf, substanțe chimice, vânt sau temperaturi extreme? |
| Acuratețe și rezoluție | Ce eroare de măsurare și repetabilitate poate accepta aplicația? |
| Timp de răspuns | Cât de repede trebuie sistemul să detecteze sau să urmărească ținta? |
| Interfață electrică | Este necesar un traductor gol, o pereche emițător-receptor, o ieșire analogică sau un modul digital? |
| Circuitul de antrenare | Ce tensiune, forma de undă de explozie, amplificator și arhitectură receptor vor fi utilizate? |
| Design mecanic | Ce diametru, înălțime, terminal, cablu, conector și metodă de montare sunt necesare? |
| Cantitate și personalizare | Care sunt cantitatea de prototipuri, volumul anual și cerințele de performanță personalizate? |
Păstrați întregul con de sunet departe de pereții carcasei și suporturile de montare.
Nu acoperiți deschiderea acustică cu plastic obișnuit, țesătură groasă sau plasă necorespunzătoare.
Păstrați cea mai apropiată țintă în afara zonei moarte specificate.
Aliniați țintele netede cât mai aproape posibil de perpendicular pe axa de detectare.
Utilizați izolarea vibrațiilor atunci când senzorul este instalat lângă motoare, pompe sau dispozitive de acționare mecanice.
Păstrați urmele de comutare cu curent ridicat și circuitele de alimentare zgomotoase departe de intrarea receptorului.
Utilizați împământare, ecranare și filtrare adecvate pentru semnale de ecou slabe.
Preveniți acumularea de apă, gheață, ulei sau contaminare puternică pe fața traductorului.
Declanșați secvențial senzorii ultrasonici adiacenți pentru a reduce interferența acustică.
Calibrați și validați senzorul după ce este instalat în carcasa produsului final.
Manorshi oferă produse cu ultrasunete de tip deschis, impermeabile, de înaltă frecvență, de asistență la parcare și de detectare a nivelului pentru producători, dezvoltatori de electronice și furnizori de echipamente industriale.
Parametrii de evaluare disponibili pot include frecvența centrală, nivelul presiunii sonore, sensibilitatea de recepție, unghiul fasciculului, capacitatea, timpul de sonerie, temperatura de funcționare, dimensiunile carcasei, terminalele, firele și protecția mediului.
Vizualizați Transmițător și receptor cu ultrasunete rezistent la apă de 40 kHz sau răsfoiți complet Gama de senzori ultrasonici Manorshi.
Pentru o nouă aplicație, furnizați domeniul de măsurare necesar, materialul țintă, mediul de operare, tensiunea de alimentare, unghiul fasciculului, dimensiunile, cantitatea anuală și producția așteptată. Contactați Manorshi pentru a discuta despre selecția senzorului, mostre sau cerințele personalizate ale traductoarelor ultrasonice.
Un senzor de măsurare cu ultrasunete este un dispozitiv fără contact care emite un impuls ultrasonic, detectează ecoul reflectat și calculează distanța până la țintă din timpul de călătorie dus-întors al sunetului.
Formula de bază este Distanța = Timp ecou × Viteza sunetului ÷ 2 . Calculul este împărțit la doi deoarece timpul măsurat include călătoria către țintă și călătoria de întoarcere la receptor.
Patruzeci de kiloherți oferă un echilibru practic între dimensiunea traductorului, puterea acustică, atenuarea aerului, disponibilitatea componentelor și detecția pe rază scurtă până la medie. Este comun, dar nu este potrivit pentru fiecare aplicație.
Un traductor cu ultrasunete este componenta electromecanică care transformă energia electrică în ultrasunete sau ultrasunetele într-un semnal electric. Un senzor ultrasonic se poate referi numai la traductor sau la un modul complet care conține traductorul, driverul, receptorul și electronica de procesare a semnalului.
Zona oarbă este zona minimă din fața senzorului unde nu este posibilă măsurarea sigură a distanței. Este cauzată în principal de soneria traductorului, timpul de recuperare a circuitului și semnalul puternic transmis care maschează un ecou apropiat.
Temperatura modifică viteza sunetului în aer. Dacă calculul folosește o viteză fixă a sunetului în timp ce temperatura reală se modifică, distanța raportată va conține o eroare proporțională. Compensarea temperaturii îmbunătățește acuratețea absolută.
Da. Detecția cu ultrasunete nu se bazează pe reflexia luminii vizibile, astfel încât poate detecta multe materiale transparente. Cu toate acestea, o suprafață netedă și transparentă trebuie poziționată la un unghi adecvat, astfel încât ecoul acustic să revină la receptor.
Detectarea poate fi posibilă, dar materialele moi, poroase și fibroase pot absorbi energia ultrasonică și pot produce ecouri slabe. Intervalul efectiv trebuie testat folosind materialul, grosimea și starea suprafeței reale.
Da. Un senzor instalat deasupra unui rezervor poate măsura distanța până la suprafața lichidului fără a atinge lichidul. Suprafețele calme oferă în general rezultate mai bune decât suprafețele spumante, turbulente, înclinate sau puternic acoperite cu vapori.
Culoarea țintă are în mod normal puțin efect direct, deoarece senzorii cu ultrasunete folosesc sunetul mai degrabă decât lumina vizibilă. Unghiul suprafeței, duritatea, dimensiunea, textura și absorbția acustică sunt de obicei mai importante.
Întunericul nu afectează detectarea cu ultrasunete. Praful sau ceața moderată pot avea un impact mai mic decât asupra senzorilor optici, dar praful greu, picăturile de apă, condensul sau materialul care acoperă fața traductorului pot reduce performanța.
Nu. Sunetul ultrasonic este o undă mecanică și necesită un mediu precum aer, gaz, lichid sau solid prin care să se propagă. Un senzor de măsurare ultrasonic convențional cuplat cu aer nu poate funcționa în vid.
Cauzele comune includ o țintă în interiorul zonei oarbe, reflexie acustică slabă, o țintă înclinată sau în mișcare, ecouri structurale din apropiere, zgomot electric, variație de temperatură, flux de aer, contaminarea traductorului și interferențe de la alți senzori ultrasonici.
Declanșați senzorii secvențial și lăsați suficient timp pentru ca fiecare impuls transmis și ecourile acestuia să se diminueze înainte de a activa următorul senzor. Sincronizarea, distanțarea, izolarea acustică și semnalele codificate pot reduce, de asemenea, diafonia.
Alegeți un fascicul mai larg atunci când poziția țintei variază sau este necesară o zonă de detectare mai mare. Alegeți un fascicul mai îngust atunci când obiectele din apropiere trebuie excluse sau este nevoie de măsurători mai direcționale. Evaluați răspunsul complet al conului de sunet, mai degrabă decât un singur unghi nominal.
Senzorii de tip deschis sunt potriviți pentru aplicații de interior protejate și pot oferi performanțe acustice eficiente. Senzorii impermeabili sunt mai buni pentru medii auto, în aer liber, la nivel de lichid sau cu umiditate ridicată. Alegerea corectă depinde de expunerea la mediu, de gamă și de cerințele mecanice.
Furnizați frecvența centrală, domeniul de măsurare, detaliile țintei, unghiul fasciculului necesar, transmiterea SPL, sensibilitatea de recepție, tensiunea de comandă, tipul de circuit, temperatura de funcționare, cerințele de impermeabilitate, dimensiunile, metoda de montare, terminale, lungimea cablului, conectorul, cerințele de certificare și cantitatea de comandă anuală.
