Shikimet: 110 Autori: Grace Koha e publikimit: 2021-06-25 Origjina: Faqe
Sensorët tejzanor janë pajisje që përdorin valë zanore me frekuencë të lartë për të zbuluar objektet, për të matur distancën ose për të monitoruar lëvizjen. Ata konvertojnë sinjalet elektrike në valë tejzanor dhe më pas i kthejnë jehonat e reflektuara përsëri në sinjale elektrike për matje dhe kontroll.
Një valë tejzanor është një valë zanore mekanike me një frekuencë më të lartë se 20 kHz. Për shkak se valët ultrasonike kanë gjatësi vale të shkurtër, drejtim të mirë dhe përhapje relativisht të qëndrueshme në ajër, ato përdoren gjerësisht në matjen e distancës, zbulimin e objekteve, sensorin e nivelit të lëngjeve, sensorët e parkimit, robotikën dhe automatizimin industrial.
Një sensor tipik i distancës tejzanor përdor një transmetues për të emetuar valë zanore dhe një marrës për të kapur valën e reflektuar. Duke matur kohën ndërmjet transmetimit dhe marrjes së jehonës, sensori mund të llogarisë distancën nga sensori në objektin e synuar.
Një sensor tejzanor është një sensor pa kontakt që përdor ultratinguj për të zbuluar praninë, distancën, pozicionin ose lëvizjen e një objekti. Mund të funksionojë si sensor i distancës tejzanor, sensor i zbulimit të objekteve, sensor i nivelit të lëngut ose sensor afërsie në varësi të dizajnit dhe aplikimit të qarkut.
Në shumë sensorë tejzanor 40 kHz, një transduktor qeramik përdoret për të gjeneruar dhe marrë valë tejzanor. Transmetuesi dërgon një impuls tejzanor dhe marrësi zbulon jehonën e reflektuar nga objektivi. Qarku i sensorit më pas përpunon sinjalin e jehonës dhe nxjerr të dhëna për distancën ose zbulimin.
Një palë sensorë tejzanor mund të bëhen nga një transmetues dhe marrës i veçantë, ose të dy funksionet mund të futen në një njësi të vetme transmetuese. Imazhi më poshtë tregon komponentët e transmetuesit dhe marrësit tejzanor Manorshi 40 kHz. Më shumë produkte me sensorë tejzanor janë në dispozicion në Sensori tejzanor Manorshi.
Parimi i funksionimit të një sensori tejzanor bazohet në transmetimin e valëve të zërit, reflektimin dhe zbulimin e jehonës. Sensori lëshon një impuls tejzanor drejt një objektivi. Kur vala e zërit arrin sipërfaqen e objektit, një pjesë e valës reflektohet përsëri te marrësi.
Sensori mat kohën e udhëtimit të jehonës, e quajtur edhe koha e fluturimit. Meqenëse shpejtësia e zërit në ajër është e njohur, distanca mund të llogaritet nga koha vajtje-ardhje e valës tejzanor.
Distanca = Shpejtësia e zërit × Koha e Ekos / 2
Rezultati ndahet me 2 sepse vala e zërit udhëton nga sensori në objekt dhe më pas kthehet nga objekti në sensor. Koha e matur e jehonës është një kohë vajtje-ardhje, jo një kohë me një drejtim.
| Hapi | Çfarë Ndodh |
|---|---|
| 1. Hyrja e sinjalit elektrik | Qarku aplikon një sinjal elektrik në transmetuesin tejzanor. |
| 2. Emetimi i valëve tejzanor | Transduktori piezoelektrik dridhet dhe lëshon valë ultrasonike. |
| 3. Reflektimi i jehonës | Vala reflektohet kur takon një objekt, sipërfaqe të lëngshme ose ndërfaqe. |
| 4. Pritje eko | Marrësi zbulon valën ultrasonike të reflektuar. |
| 5. Llogaritja e sinjalit | Qarku i kontrollit llogarit distancën nga koha e fluturimit. |
Një transmetuesi tejzanor zakonisht përdor një kristal qeramik piezoelektrik të bashkangjitur në një pllakë dridhjeje metalike ose rezonator. Kur një tension elektrik i alternuar aplikohet në elementin piezoceramic, ai zgjerohet dhe tkurret me shpejtësi.
Ky dridhje mekanike gjeneron valë tejzanor. Rezonatori dhe streha ndihmojnë në drejtimin e energjisë akustike përpara, kështu që vala e zërit e emetuar udhëton si një rreze drejtimi në vend që të përhapet në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet.
Një marrës tejzanor funksionon në mënyrë të kundërt. Kur një valë ultrasonike e reflektuar arrin marrësin, pllaka e dridhjes lëviz. Ky dridhje transferohet në diskun qeramik piezoelektrik.
Për shkak të efektit piezoelektrik, elementi qeramik gjeneron një sinjal elektrik kur stresohet mekanikisht. Qarku i sensorit amplifikon dhe përpunon këtë sinjal të dobët për të përcaktuar nëse një jehonë është kthyer dhe sa kohë i është dashur jehona për të mbërritur.
Me pak fjalë, sensorët tejzanor mund të transmetojnë dhe marrin valë tejzanor. Kur transmetojnë, ata konvertojnë energjinë elektrike në dridhje tejzanor. Kur marrin jehona, ato konvertojnë dridhjet tejzanor në sinjale elektrike. Kjo është arsyeja pse ata quhen edhe transduktorë tejzanor.
Për shkak se elementi piezoelektrik është zakonisht rrethor, vala tejzanor e emetuar ka një model rreze drejtimi. Seksioni kryq i rrezes është shpesh i ngjashëm me një elips, kështu që diapazoni i zbulimit është i kufizuar nga këndi, frekuenca, madhësia e transduktorit, fuqia akustike dhe reflektimi i objektivit.
Për disa modele të sensorëve tejzanor, këndi i zbulimit horizontal mund të jetë më i gjerë se këndi vertikal i zbulimit. Për shembull, një sensor mund të ketë një kënd rrezeje horizontale prej rreth 120 gradë dhe një kënd vertikal të rrezes prej rreth 60 gradë, në varësi të strukturës dhe aplikimit. Efekti i
| faktorit të performancës | në punën e sensorit |
|---|---|
| Frekuenca | Frekuencat më të ulëta udhëtojnë më larg, ndërsa frekuencat më të larta mund të ofrojnë rezolucion më të mirë në intervale më të shkurtra. |
| Këndi i rrezes | Një rreze e ngushtë përmirëson zbulimin e drejtimit; një rreze e gjerë mbulon më shumë sipërfaqe. |
| Sipërfaqja e synuar | Sipërfaqet e sheshta dhe të forta pasqyrojnë ultratinguj më mirë se sipërfaqet e buta, me kënd ose poroze. |
| Temperatura | Temperatura ndryshon shpejtësinë e zërit dhe mund të ndikojë në saktësinë e distancës. |
| Mjedisi | Pluhuri, lagështia, era, shkuma, dridhjet dhe burime të tjera tejzanor mund të ndikojnë në cilësinë e sinjalit. |
Strukturë e thjeshtë dhe prodhim i përshtatshëm.
Matja e distancës pa kontakt pa prekur objektin e synuar.
Më pak i prekur nga ngjyra e synuar, transparenca ose drita e ambientit sesa sensorët optikë.
I përshtatshëm për zbulimin e objekteve transparente, sipërfaqeve me shkëlqim, niveleve të lëngjeve dhe shumë materialeve të ngurta.
Nuk ndërhyhet lehtësisht nga fushat e zakonshme elektromagnetike mjedisore.
Mund të projektohet si tip i hapur, tip i papërshkueshëm nga uji, tip me frekuencë të lartë, transmetues, marrës ose marrës i integruar.
| Lloji | Përshkrimi | Përdorimi tipik |
|---|---|---|
| Transmetues tejzanor | Shndërron sinjalet elektrike në valë tejzanor. | Modulet e distancës, pajisjet repeller, sistemet sensore. |
| Marrës tejzanor | Shndërron jehonat tejzanor në sinjale elektrike. | Qarqet e zbulimit të jehonës dhe marrjes së sinjalit. |
| Transmetues tejzanor | Kombinon funksionet e transmetimit dhe të marrjes në një njësi. | Sensorë kompakte të distancës dhe module për zbulimin e objekteve. |
| Sensori ultrasonik i papërshkueshëm nga uji | Përdor strehë të mbyllur për mjedise të lagështa, të jashtme ose të lidhura me lëngjet. | Sensorë parkimi, distanca në natyrë, sensori i nivelit të rezervuarit. |
| Sensori ultrasonik me frekuencë të lartë | Përdor frekuencë më të lartë për rezolucion më të mirë në intervale më të shkurtra. | Zbulim preciz, inspektim mjekësor, industrial. |
Sensorët tejzanor përdoren kudo ku nevojitet matje pa kontakt. Ato janë veçanërisht të dobishme kur sensorët optikë mund të ndikohen nga ngjyra, drita, transparenca, pluhuri ose shkëlqimi.
Sensorët e parkimit të makinave dhe radari i kthimit mbrapa.
Shmangia dhe navigimi i pengesave të robotëve.
Matja e nivelit të lëngjeve në tanke dhe kontejnerë.
Automatizimi industrial dhe zbulimi i objekteve.
Koshat inteligjentë të plehrave, dyert automatike dhe zbulimi i pranisë.
Matja e rrjedhës, zbulimi i rrjedhjeve dhe testimi jo shkatërrues në sisteme të specializuara.
Megjithëse sensorët tejzanor janë të besueshëm në shumë aplikacione, ata nuk janë të përshtatshëm për çdo objektiv ose mjedis. Objektet e buta, poroze, me kënd, shumë të vegjël ose që thithin zërin mund të japin jehonë të dobët. Shkuma, turbulenca, lëvizja e fortë e ajrit dhe ndryshimet e temperaturës mund të ndikojnë gjithashtu në saktësinë e matjes.
Për matjen e saktë të distancës tejzanor, inxhinierët duhet të zgjedhin frekuencën e saktë, këndin e rrezes, llojin e sensorit, pozicionin e instalimit dhe metodën e kompensimit. Në mjedise të ashpra, zakonisht preferohen sensorë ultrasonikë të papërshkueshëm nga uji ose të mbyllur.
Sensorët tejzanor funksionojnë duke transmetuar valë zanore me frekuencë të lartë dhe duke marrë jehonat e reflektuara. Distanca llogaritet nga koha e jehonës dhe shpejtësia e zërit duke përdorur parimin e kohës së fluturimit.
Për shkak se sensorët tejzanor janë pa kontakt, të pandjeshëm ndaj ngjyrës dhe dritës dhe të përshtatshëm për shumë objektiva të ngurta dhe të lëngshme, ato përdoren gjerësisht në matjen e distancës, zbulimin e objekteve, sensorin e nivelit të lëngjeve, sistemet e automobilave dhe automatizimin industrial.
Sensorët tejzanor matin distancën duke lëshuar një puls zanor, duke marrë jehonën e reflektuar dhe duke llogaritur distancën nga koha e jehonës. Formula bazë është distanca = shpejtësia e zërit × koha / 2.
Një transmetues tejzanor konverton energjinë elektrike në valë zanore tejzanor. Një marrës tejzanor konverton valët tejzanor të reflektuara në sinjale elektrike. Disa dhënës tejzanor mund të kryejnë të dyja funksionet në një komponent.
Sensorët tejzanor 40 kHz janë të zakonshëm sepse ofrojnë një ekuilibër praktik midis diapazonit, ndjeshmërisë, madhësisë së komponentit, konsumit të energjisë dhe kostos. Ato përdoren gjerësisht në modulet e rangut, zbulimin e objekteve dhe sistemet e sensorëve të parkimit.
po. Për shkak se sensorët tejzanor përdorin valë zanore në vend të dritës, ata mund të zbulojnë shumë objekte transparente që janë të vështira për sensorët optikë. Rezultati aktual varet nga forma e objektit, këndi, madhësia dhe reflektimi akustik.
Saktësia mund të ndikohet nga temperatura, lagështia, era, këndi i synuar, materiali i synuar, vrazhdësia e sipërfaqes, shtrirja e sensorit, këndi i rrezes, zhurma mjedisore dhe ndërhyrja e jehonës nga objektet afër.
Sensorët tejzanor në përgjithësi nuk ndikohen nga drita e dukshme ose ngjyra e objektit sepse përdorin valë zanore. Kjo i bën ato të dobishme për mjedise të errëta, objektiva transparente, sipërfaqe me shkëlqim dhe aplikacione ku sensorët optikë mund të mos jenë të besueshëm.
Sensorët e distancës tejzanor përdoren në radarin e kthimit të makinave, shmangien e pengesave të robotëve, matjen e nivelit të lëngjeve, automatizimin industrial, koshin inteligjentë të plehrave, dyert automatike, sistemet e parkimit dhe pajisjet e zbulimit pa kontakt.
