Перегляди: 87 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2020-04-14 Походження: Сайт
Ультразвуковий датчик дальності – це безконтактний сенсорний пристрій, який вимірює відстань між датчиком і ціллю шляхом передачі ультразвукових звукових імпульсів і вимірювання часу, необхідного для повернення відбитої луни.
Ультразвукові хвилі мають частоти вище нормального людського слуху приблизно на 20 kHz . Датчики відстані з повітряним зв’язком co mm працюють лише на 40 kHz , хоча використовуються інші частоти відповідно до необхідного діапазону вимірювання, роздільної здатності, розміру перетворювача, діаграми променя та умов навколишнього середовища.
На відміну від оптичних датчиків відстані, ультразвуковий датчик не залежить головним чином від кольору цілі чи відбиття видимого світла. Таким чином, він може виявляти багато прозорих, напівпрозорих, темних або глянцевих об’єктів, за умови, що ціль повертає достатньо сильну акустичну луну до приймач .
Швидка відповідь: Ультразвуковий датчик дальності надсилає високочастотний звуковий імпульс до цілі, отримує відбиту луну та обчислює відстань на основі часу подорожі туди й назад. Основна формула: відстань = швидкість звуку × час відлуння ÷ 2.
Ультразвукова технологія визначення дальності широко використовується в роботах для виявлення перешкод, допомоги при паркуванні автомобілів, вимірюванні рівня рідини, автоматичних дверях, промисловій автоматизації, системах безпеки, транспортуванні матеріалів і виявленні присутності об’єктів.
Припаси Manorshi ультразвукові датчики і перетворювачі для вимірювання відстані, виявлення об'єктів, систем паркування, датчиків рівня та налаштованих електронних програм.
Більшість ультразвукових датчиків відстані використовують принцип часу прольоту , який також називають методом часу проходження відлуння. Система вимірює час між передачею ультразвукового імпульсу та отриманням його відбитого відлуння.
Схема керування генерує короткий електричний сплеск на номінальній частоті ультразвуковий перетворювач або близько до неї.
Передавальний перетворювач перетворює електричний сигнал в ультразвукову механічну вібрацію.
Ультразвуковий імпульс поширюється по повітрю до цілі.
Частина звукової енергії відбивається від поверхні мішені.
приймач перетворює акустичну луну в невеликий електричний сигнал.
Схема формування сигналу підсилює, фільтрує та виявляє відлуння.
Мікроконтролер або схема синхронізації вимірює час подорожі туди й назад і перетворює його на відстань.
Відстань = (Час відлуння × Швидкість звуку) ÷ 2
d = (t × c) ÷ 2
d — відстань в одну сторону між датчиком і ціллю.
t — виміряний час проходження в обидві сторони від передачі до прийому відлуння.
c – швидкість звуку в середовищі вимірювання.
Результат ділиться на два, оскільки звук поширюється від датчика до цілі, а потім назад до датчика.
Приблизно при 20°C швидкість звуку в сухому повітрі становить приблизно 343 м/с. Якщо виміряний час відлуння становить 5,83 мілісекунди, розрахована відстань буде:
Відстань = 0,00583 секунд × 343 м/с ÷ 2
Відстань ≈ 1 метр
У цьому прикладі припускається стабільна температура повітря та чітко помітна луна. Реальні системи також можуть застосовувати температурну компенсацію, фільтрацію сигналу, виявлення порогу, калібрування та усереднення за кількома вибірками.
Серцевиною багатьох ультразвукових датчиків дальності є п’єзоелектричний керамічний елемент, прикріплений до металевої діафрагми або резонансної пластини. Збірка також може включати резонатор, акустичний корпус, клеми, демпфуючий матеріал, захисну сітку та компоненти ущільнення від навколишнього середовища.
Коли до п’єзоелектричної кераміки прикладається змінна електрична напруга, матеріал розширюється та стискається. Ця механічна деформація змушує діафрагму вібрувати та випромінювати ультразвукові хвилі в повітря.
Під час прийому відбувається зворотний п'єзоелектричний процес. Ультразвукові хвилі тиску, що повертаються, вібрують діафрагму та п’єзоелектричний елемент, генеруючи невеликий електричний сигнал, який може бути посилений та оброблений приймальним контуром.
Воронкоподібний або рупороподібний резонатор може покращити передачу акустичної енергії між п'єзоелементом і навколишнім повітрям. Його геометрія також впливає на чутливість, резонансну частоту та форму променя.
Важлива відмінність: Ультразвуковий вимірювач із повітряним зв’язком зазвичай вимірює відлуння, відбиті від поверхні цілі. Його не слід плутати з системами медичної візуалізації або ультразвуковими системами неруйнівного контролю, призначеними для передачі звуку через рідини або тверді матеріали.
Ультразвукова система визначення дальності може використовувати окремі передавач і приймач або один приймопередавач , який чергує передачу та прийом.
| Конфігурація | Робочий метод | Типові переваги | Розгляд дизайну |
|---|---|---|---|
| Розділіть передавач і приймач | Один перетворювач безперервно або з перервами передає, а другий перетворювач приймає відлуння. | Окремі шляхи передачі та прийому, гнучкий дизайн схеми та відсутність необхідності перемикати один елемент між режимами. | Необхідно контролювати відстань між датчиками, вирівнювання, акустичний зв’язок і прямі перехресні перешкоди передавач - приймач . |
| Одинарний ультразвуковий приймопередавач | Один елемент передає імпульс, а потім перемикається в режим прийому. | Компактна механічна конструкція та легше вирівнювання між передавальною та приймальною осями. | Система повинна дочекатися, поки механічний дзвінок згасне, перш ніж виявляти відлуння на близькій відстані. |
| Променева пара | передавач і приймач стикаються один з одним, і система виявляє, коли об’єкт перериває звуковий шлях. | Швидке реагування та надійне виявлення прозорих плівок, пляшок та об’єктів, що швидко рухаються. | Ця конфігурація в першу чергу виявляє присутність, а не обчислює дистанцію відбиття цілі. |
У наведеній нижче таблиці збережено приклад 40 kHz ультразвукових параметрів передавач і приймач з оригінальної сторінки. Ці значення не слід розглядати як універсальні специфікації для кожного ультразвуковий датчик . Завжди підтверджуйте остаточний номер деталі, умови випробувань і специфікацію продукту перед проектуванням схеми приводу або затвердженням виробничого компонента.
| специфікації | Приклад значення |
|---|---|
| Центральна частота | 40 ± 1,0 kHz |
| Рівень звукового тиску, що передається | 100 dB мінімум |
| Приймальна чутливість | −72 dB мінімум |
| Ехочутливість | ≥230 mV |
| Час дзвінка | 1,2 мс максимум |
| електрична ємність на 1 kHz | 2400 pF ±20% |
| Максимальна безперервна напруга керування | 20 Vrms |
| Загальний кут променя | 47° типовий при -6 dB |
| Час розпаду | ≤1,2 мс |
| Робоча температура | від −30°C до +80°C |
| Температура зберігання | від −30°C до +80°C |
Структура та розміри ультразвукового датчика дальності
40 kHz пара ультразвукових передавач і приймач
Продуктивність ультразвукового визначення дальності залежить від перетворювача, схеми приводу, схеми прийому, алгоритму обробки сигналу, цілі та середовища встановлення. Наступні параметри слід оцінювати разом, а не окремо.
Центральна частота – це частота, на якій перетворювач розрахований на ефективну роботу. Для номінального значення 40 kHz ультразвуковий перетворювач схема передачі зазвичай генерує сплеск, близький до 40 kHz , тоді як приймач фільтрується в аналогічному діапазоні частот.
Від’їзд надто далеко від резонансної області може зменшити передану акустичну енергію та чутливість прийому. Допуск компонентів, температура, монтаж і конструкція корпусу також можуть змінити ефективну реакцію.
Рівень звукового тиску, що передається, вказує на потужність вихідного ультразвуку за визначених умов випробування. Більше значення може підтримувати сильніші відлуння або більшу відстань зондування, але результат залежить від напруги приводу, частоти, форми хвилі, відстані вимірювання та тестового приладу.
Значення звукового тиску слід порівнювати лише тоді, коли в таблицях даних використовуються еквівалентні умови вимірювання.
Чутливість прийому описує, наскільки ефективно приймач перетворює вхідний ультразвуковий тиск на електричний сигнал. Вища чутливість може покращити виявлення слабкої луни, але вся система також залежить від шуму підсилювача, смуги фільтра, посилення, порогових налаштувань і електромагнітних перешкод.
Чутливість до відлуння являє собою отриманий сигнал, створений за певної цілі та тестової схеми. Корисна система вимірювання дальності повинна відрізняти справжнє відлуння від електричного шуму, механічної вібрації, прямого акустичного зв’язку та вторинних відображень.
Автоматичний контроль підсилення, смугова фільтрація, виявлення огинаючої, кореляційна обробка та адаптивні порогові значення можуть використовуватися для покращення розпізнавання відлуння.
Після того, як пакет передачі закінчується, перетворювач і механічна структура продовжують короткочасно вібрувати. Ця залишкова вібрація називається дзвінком або дзвінком.
Протягом цього періоду відновлення відлуння близької цілі може бути приховано значно сильнішим залишковим сигналом передачі. Відповідна мінімальна вимірна відстань називається сліпої зони , мертвою зоною або мінімальною відстанню сприйняття.
Коротший час дзвінка зазвичай підтримує менші мінімальні відстані виявлення, хоча кінцева сліпа зона також залежить від відновлення схеми, напруги передавач , демпфування, порогових налаштувань і методів обробки сигналу.
ультразвуковий перетворювач не створює нескінченно вузького прямого променя. Він випромінює акустичну енергію через тривимірний звуковий конус, що містить головну пелюстку та менші бічні пелюстки.
Ширший промінь може виявляти об’єкти на більшій площі, але також може отримувати небажані відбиття від сусідніх стін, кронштейнів, труб або поверхонь корпусу. Вужчий промінь забезпечує кращу вибірковість спрямованості, але вимагає більш точного вирівнювання датчика.
П'єзоелектрик ультразвуковий перетворювач поводиться в основному як ємнісне електричне навантаження. Його ємність впливає на струм драйвера, узгодження імпедансу, втрати при перемиканні та конструкцію резонансної схеми.
Прикладена напруга має залишатися в межах номінальних безперервних і імпульсних меж перетворювача. Надмірна напруга приводу може призвести до перегріву, деполяризації, механічних пошкоджень або скорочення терміну служби.
Температура впливає на швидкість звуку, п'єзоелектричні характеристики, резонанс, чутливість, клейкі матеріали та електронні компоненти. Перевірте як діапазон робочих температур, так і діапазон температур зберігання для фактичної моделі датчика.
Температура є однією з найважливіших змінних середовища, оскільки вона змінює швидкість звуку. Наближення co mm яке використовується лише для сухого повітря при нормальних атмосферних умовах, таке:
Швидкість звуку ≈ 331,3 + (0,606 × температура в °C) м/с
Система, яка завжди передбачає 343 м/с, може отримати вимірну похибку відстані, коли фактична температура змінюється. Для застосувань, які вимагають стабільної абсолютної точності, розташуйте датчик температури поблизу акустичного тракту та оновіть розрахунок швидкості звуку.
Великі цілі зазвичай повертають більше акустичної енергії, ніж маленькі цілі. Ціль, яка є вужчою за активний звуковий конус, може створити слабку луну або дозволити датчику виявити більший об’єкт за нею.
Максимальні значення діапазону зазвичай вимірюються за допомогою заданої плоскої контрольної мішені. Практичний діапазон для невеликих проводів, вузьких труб, вигнутих предметів або нестандартних частин може бути меншим.
Плоска гладка мішень забезпечує найсильнішу віддачу, коли її поверхня приблизно перпендикулярна осі датчика. Якщо поверхня нахилена, велика частина акустичної енергії може відбиватися від приймач .
Шорсткі поверхні розсіюють звук у кількох напрямках і можуть допускати більшу кутову зміну, але повернена енергія може бути менш передбачуваною.
Тверді поверхні, такі як метал, скло, твердий пластик, дерево, і спокійні рідкі поверхні часто створюють корисні відображення. М’які, пористі або волокнисті матеріали, такі як піна, товста тканина, бавовна та пухка ізоляція, можуть поглинати ультразвукову енергію та зменшувати дальність виявлення.
Прозорі об’єкти часто можна виявити, оскільки ультразвук не залежить від видимої прозорості. Однак гладка скляна або пластикова поверхня все одно потребує відповідного кута, щоб відбивати звук назад до датчика.
Об’єкти, розташовані всередині зазначеної сліпої зони, не можуть бути надійно виміряні. Датчик може повідомити про відсутність цілі, нестабільне значення або помилкову відстань, спричинену дзвоном і внутрішніми віддзеркаленнями.
Встановлення має підтримувати найближчу очікувану ціль за межами мінімальної відстані зондування, зазначеної в остаточному описі датчика або модуля.
Сильний повітряний потік може змінити ефективний звуковий шлях, тоді як швидка зміна температурних градієнтів може викривити акустичну хвилю або змінити швидкість її поширення на шляху вимірювання.
Уникайте встановлення точного датчика діапазону безпосередньо біля виходів гарячого повітря, охолоджуючих вентиляторів, парових отворів або джерел тепла зі швидкими коливаннями.
Помірна вологість, як правило, має менший вплив, ніж температура, але вологість все одно може впливати на послаблення звуку та роботу датчика. Краплі води, конденсат, лід або забруднення на поверхні датчика можуть блокувати або спотворювати звуковий шлях.
Для застосування на відкритому повітрі або в умовах високої вологості слід використовувати належним чином герметичний або водонепроникний ультразвуковий перетворювач а не припускати, що датчик відкритого типу захищений від навколишнього середовища.
Стінки, монтажні кронштейни, захисні кришки, краї резервуару та рами машини можуть повертати небажані відлуння. Ці відбиття можуть надходити до або після очікуваного ехо-сигналу та викликати помилкові вимірювання.
Тримайте основний звуковий конус вільним і перевіряйте повну збірку датчика в остаточному корпусі, а не оцінюйте лише оголений перетворювач.
Коли кілька ультразвукові датчики працюють близько один до одного, один приймач може виявити імпульс, переданий іншим датчиком. Це називається акустичним перехресним сповіщенням і може призвести до неправильних показників відстані.
Використовуйте синхронізований запуск, послідовне вимірювання, достатню відстань, фізичну акустичну ізоляцію або методи кодованої передачі, щоб зменшити перешкоди.
Використовуйте температурну компенсацію. Виміряйте температуру повітря поблизу акустичного шляху та оновіть розрахунок швидкості звуку.
Тримайте ціль за межами сліпої зони. Перевірте мінімальну відстань вимірювання за фактичної напруги приводу та умов ланцюга.
Правильно вирівняйте мішень. Розташуйте гладкі плоскі мішені якомога ближче до перпендикуляра до осі датчика.
Тримайте звуковий конус чистим. Уникайте потрапляння кронштейнів, кришок і стінок корпусу в поле виявлення.
Використовуйте смугову фільтрацію. Фільтруйте навколо робочої частоти перетворювача, щоб зменшити широкосмуговий електричний і акустичний шум.
Застосуйте цифрове усереднення або медіанну фільтрацію. Багаторазові вимірювання можуть зменшити випадковий шум і відкинути окремі викиди.
Контроль часу передавач . Дайте достатньо часу, щоб попереднє відлуння зникло, перш ніж надсилати інший імпульс.
Синхронізація кількох датчиків. Спрацьовуйте датчики послідовно або використовуйте метод контрольованої синхронізації, щоб зменшити перехресні перешкоди.
Відкалібруйте всю збірку. Перевірте датчик, корпус, монтажну конструкцію та електроніку разом на відомих відстанях.
Випробуйте репрезентативні цілі. Перевірте продуктивність за фактичним розміром об’єкта, матеріалом, кутом, швидкістю та умовами навколишнього середовища.
Відкритого типу ультразвукові датчики зазвичай використовується металевий корпус із відкритим акустичним отвором. Вони mm вибрані лише для внутрішньої електроніки, плат розробки, роботів, виявлення об’єктів і недорогих систем вимірювання відстані.
Вони можуть забезпечити ефективну акустичну передачу, але, як правило, не призначені для прямого впливу дощу, бризок води, конденсату або сильного забруднення, якщо не вказано інше.
Водонепроникний або атмосферостійкий ультразвукові перетворювачі використовуйте герметичні передню поверхню та захисний корпус. Вони підходять для автомобільних систем паркування, зовнішнього обладнання, вимірювання рівня рідини, продуктів безпеки та промислових застосувань, які піддаються впливу пилу або вологи.
Захисна конструкція змінює акустичну реакцію, тому водонепроникна модель має бути узгоджена з відповідною частотою приводу, напругою та приймальною схемою.
Інтегрований ультразвуковий модуль вимірювання дальності поєднує один або кілька перетворювачів з передавальною електронікою, підсиленням прийому, обробкою сигналу та цифровим або аналоговим вихідним інтерфейсом.
Модулі спрощують розробку системи, але забезпечують менше контролю над внутрішньою формою сигналу, посиленням і алгоритмом виявлення, ніж спеціальна схема на основі перетворювача.
Високочастотні ультразвукові перетворювачі мають коротші довжини хвиль і можуть підтримувати виявлення менших особливостей або більш спеціалізовані вимірювання. Однак високочастотний звук, як правило, сильніше послаблюється в повітрі, що може зменшити практичний діапазон сприйняття.
Частоту слід вибирати відповідно до діапазону, розміру цілі, роздільної здатності, діаметра перетворювача, затухання в навколишньому середовищі та смуги пропускання системи, а не припускати, що вища частота завжди краща.
| Переваги | Обмеження |
|---|---|
| Безконтактне вимірювання відстані та присутності | Має мінімальну відстань відчуття або сліпу зону |
| Може виявляти багато прозорих, темних і відбиваючих об'єктів | М'які або пористі матеріали можуть поглинати звук |
| Працює без видимого підсвічування | Гладкі кутові цілі можуть відбивати ехо |
| Може вимірювати рівень рідини без контакту з рідиною | Піна, хвилі, турбулентність або пара можуть знизити надійність |
| Економічно вигідний для застосувань малої та середньої дальності | Для точного визначення діапазону може знадобитися температурна компенсація |
| Доступні відкриті, водонепроникні, високочастотні та інтегровані моделі | Кілька датчиків можуть заважати один одному |
| Підходить для компактних і інтегрованих електронних систем | Поруч розташовані структури можуть створювати вторинні відбиття |
Жодна технологія вимірювання не є ідеальною для кожного застосування. Відповідний вибір залежить від цілі, необхідної дальності, швидкості реакції, роздільної здатності, умов освітлення, впливу навколишнього середовища та вартості системи.
| Порівняння | ультразвуковий датчик | Інфрачервоний або фотоелектричний датчик | LiDAR або лазерний датчик відстані |
|---|---|---|---|
| Принцип вимірювання | Звуковий час польоту | Відбите або переривчасте світло | Лазерний або оптичний час польоту |
| Цільова кольорова чутливість | Загалом низький | Може бути значним | Залежить від оптичної відбивної здатності |
| Прозоре виявлення цілей | Часто ефективний з відповідним кутом цілі | Може знадобитися спеціальний оптичний датчик | Може бути складно для чітких матеріалів |
| Розмір балки | Відносно широкий звуковий конус | Зазвичай вужчий | Дуже вузька пляма або скануючий промінь |
| Швидкість відгуку | Обмежений часом подорожі звуку | Загалом швидко | Загалом швидко |
| Головна екологічна проблема | Температура, потік повітря, поглинання та акустичні відбиття | Навколишнє світло, пил, кольорове та оптичне забруднення | Оптичне забруднення, відбивна здатність, туман і вартість |
| Типова міцність | Надійне безконтактне виявлення різноманітних матеріалів | Швидке виявлення об'єктів і точні світлові плями | Велика дальність, вузький промінь і висока просторова точність |
Мобільні роботи, автоматизовані транспортні засоби, сервісні роботи та навчальні платформи використовують ультразвукові датчики для виявлення стін, обладнання, людей та інших перешкод без фізичного контакту.
Водонепроникний ультразвукові перетворювачі встановлений у бамперах автомобіля, вимірює відстань до найближчих перешкод і підтримує системи попередження про паркування, маневрування на низькій швидкості та оповіщення про близькість.
Ультразвуковий датчик рівня, спрямований вниз, вимірює відстань від датчика до поверхні рідини. Контролер може обчислити залишкову висоту рідини, якщо відомі розміри бака та положення датчика.
Піна, пара, перемішування, кутові поверхні рідини та внутрішні структури резервуарів повинні бути оцінені під час тестування застосування.
ультразвукові датчики може виявляти продукти на конвеєрах, контролювати висоту штабеля, підтверджувати наявність компонентів, підраховувати контейнери та виявляти прозорі пляшки чи плівки, які можуть бути складними для стандартних оптичних датчиків.
Ультразвукове виявлення може ідентифікувати рух або присутність поблизу дверей, входів, зон обмеженого доступу та систем сигналізації, не вимагаючи видимого освітлення.
Короткий радіус дії ультразвукові датчики може вимірювати відстань між дроном і землею під час зависання або приземлення на низькій висоті. Необхідно враховувати повітряний потік ротора, кут поверхні, вплив трави та звуку.
Ультразвукове визначення наближення можна інтегрувати в диспенсери, побутову техніку, панелі керування, сміттєві баки та інші продукти, які потребують безконтактної активації або моніторингу рівня.
Щоб вибрати відповідний ультразвуковий датчик потрібно більше, ніж вибрати частоту. Надайте постачальнику повні умови застосування, щоб можна було разом оцінити акустичну, електричну та механічну конструкцію.
| Елемент вибору | Питання для підтвердження |
|---|---|
| Діапазон вимірювання | Які мінімальна та максимальна дистанції до цілі? |
| Цільова | Який матеріал, розмір, форма, кут і швидкість руху мішені? |
| Частота | Чи підходить 40 kHz для необхідного діапазону та цільового розміру? |
| Кут променя | Чи потрібна широка зона виявлення чи вузький спрямований промінь? |
| Навколишнє середовище | Чи зазнає сенсор дощ, конденсат, пил, хімічні речовини, вітер або екстремальні температури? |
| Точність і роздільна здатність | Яку похибку вимірювання та повторюваність може прийняти програма? |
| Час відгуку | Як швидко система повинна виявити або відстежити ціль? |
| Електричний інтерфейс | Чи потрібен оголений перетворювач, пара передавач - приймач , аналоговий вихід або цифровий модуль? |
| Схема приводу | Яка напруга, вибуховий сигнал, підсилювач і архітектура приймач використовуватимуться? |
| Механічна конструкція | Який діаметр, висота, термінал, кабель, роз’єм і спосіб кріплення потрібні? |
| Кількість і налаштування | Яка кількість прототипу, річний обсяг і вимоги до індивідуальних характеристик? |
Тримайте весь звуковий конус подалі від стінок корпусу та монтажних кронштейнів.
Не закривайте акустичний отвір звичайним пластиком, щільною тканиною або невідповідною сіткою.
Тримайте найближчу ціль за межами зазначеної мертвої зони.
Вирівняйте гладкі цілі якомога ближче до перпендикуляра до осі датчика.
Використовуйте віброізоляцію, коли датчик встановлено поблизу двигунів, насосів або механічних приводів.
Тримайте комутаційні лінії високого струму та шумні ланцюги живлення подалі від входу приймач .
Використовуйте відповідне заземлення, екранування та фільтрацію для слабких ехосигналів.
Уникайте накопичення води, льоду, масла або сильного забруднення на лицьовій частині датчика.
Послідовно запускайте сусідні ультразвукові датчики , щоб зменшити акустичні перешкоди.
Відкалібруйте та перевірте датчик після його встановлення в корпус кінцевого продукту.
Manorshi надає виробникам, розробникам електроніки та постачальникам промислового обладнання відкриті, водонепроникні, високочастотні ультразвукові продукти для допомоги при паркуванні та вимірювання рівня.
Доступні параметри оцінки можуть включати центральну частоту, рівень звукового тиску, чутливість прийому, кут променя, ємність, час дзвінка, робочу температуру, розміри корпусу, клеми, провідні дроти та захист навколишнього середовища.
Переглянути 40 kHz водонепроникний ультразвуковий передавач та приймач або перегляньте повний Діапазон Manorshi ультразвуковий датчик.
Для нового застосування вкажіть необхідний діапазон вимірювання, цільовий матеріал, робоче середовище, напругу живлення, кут променя, розміри, річну кількість і очікуваний вихід. Зв’яжіться з Manorshi , щоб обговорити вибір датчика, зразки або індивідуальні вимоги ультразвуковий перетворювач .
Ультразвуковий датчик дальності – це безконтактний пристрій, який випромінює ультразвуковий імпульс, виявляє відбиту луну та обчислює відстань до цілі за часом проходження звуку туди й назад.
Основна формула: відстань = час відлуння × швидкість звуку ÷ 2 . Розрахунок ділиться на два, оскільки виміряний час включає вихідну подорож до цілі та зворотну подорож до приймач .
Сорок кілогерц забезпечує практичний баланс між розміром перетворювача, акустичною потужністю, затуханням повітря, доступністю компонентів і виявленням на короткій і середній відстані. Він підтримує mm , але підходить не для всіх програм.
ультразвуковий перетворювач — це електромеханічний компонент, який перетворює електричну енергію в ультразвук або ультразвук в електричний сигнал. ультразвуковий датчик може вказувати на перетворювач окремо або на повний модуль, що містить перетворювач, драйвер, приймач та електроніку обробки сигналів.
Сліпа зона - це мінімальна зона перед датчиком, де неможливо надійне вимірювання відстані. Це в основному спричинено дзвоном датчика, часом відновлення ланцюга та потужним переданим сигналом, що маскує близьке відлуння.
Температура змінює швидкість звуку в повітрі. Якщо під час розрахунку використовується фіксована швидкість звуку, а фактична температура змінюється, відстань, що повідомляється, міститиме пропорційну похибку. Температурна компенсація покращує абсолютну точність.
так Ультразвуковий датчик не залежить від відбиття видимого світла, тому він може виявити багато прозорих матеріалів. Однак гладка прозора поверхня повинна бути розташована під відповідним кутом, щоб акустичне відлуння поверталося до приймач .
Виявлення може бути можливим, але м’які, пористі та волокнисті матеріали можуть поглинати ультразвукову енергію та створювати слабке відлуння. Ефективний діапазон слід перевіряти на фактичному матеріалі, товщині та стані поверхні.
так Датчик, встановлений над резервуаром, може вимірювати відстань до поверхні рідини, не торкаючись рідини. Спокійні поверхні зазвичай дають кращі результати, ніж спінені, турбулентні, кутові або сильно вкриті парою поверхні.
Цільовий колір зазвичай має незначний прямий вплив, оскільки ультразвукові датчики використовують звук, а не видиме світло. Кут поверхні, твердість, розмір, текстура та акустичне поглинання зазвичай важливіші.
Темрява не впливає на ультразвукове вимірювання. Помірний пил або туман можуть мати менший вплив, ніж на оптичні датчики, але сильний пил, краплі води, конденсат або матеріал, що покриває передню частину датчика, все одно можуть знизити продуктивність.
Ні. Ультразвуковий звук – це механічна хвиля, для поширення якого потрібне середовище, як-от повітря, газ, рідина чи тверде тіло. Звичайний ультразвуковий датчик дальності з повітряним з’єднанням не може працювати у вакуумі.
Причини mm on включають ціль у сліпій зоні, слабке акустичне відбиття, нахилену або рухому ціль, структурне відлуння поблизу, електричний шум, коливання температури, повітряний потік, забруднення датчика та перешкоди від інших ультразвукові датчики .
Увімкніть датчики послідовно та дайте достатньо часу, щоб кожен переданий імпульс та його відлуння затухли перед активацією наступного датчика. Синхронізація, рознесення, акустична ізоляція та кодовані сигнали також можуть зменшити перехресні перешкоди.
Виберіть ширший промінь, якщо позиція цілі змінюється або потрібна більша зона виявлення. Вибирайте вужчий промінь, коли потрібно виключити об’єкти, що знаходяться поблизу, або потрібно більш спрямоване вимірювання. Оцініть повну характеристику звукового конуса, а не лише один номінальний кут.
Датчики відкритого типу підходять для застосування в захищених приміщеннях і можуть забезпечувати ефективні акустичні характеристики. Водонепроникні датчики краще використовувати в автомобілях, на вулиці, у середовищах з рівнем рідини або високою вологістю. Правильний вибір залежить від впливу навколишнього середовища, діапазону та механічних вимог.
Укажіть центральну частоту, діапазон вимірювання, деталі цілі, необхідний кут променя, передачу SPL , чутливість прийому, напругу приводу, тип схеми, робочу температуру, вимоги до водонепроникності, розміри, спосіб монтажу, клеми, довжину кабелю, роз’єм, вимоги до сертифікації та кількість річного замовлення.
