Ko'rishlar: 585 Muallif: Sayt muharriri Nashr qilish vaqti: 21-05-2020 Kelib chiqishi: Sayt
Ultrasonik sensorlar ob'ektlarni aniqlash, masofani o'lchash, suyuqlik darajasini kuzatish va materialning holatini aniqlash uchun yuqori chastotali tovush to'lqinlaridan foydalanadigan kontaktsiz sensorlardir. Ular ishlab chiqarish, energiya tizimlari, metallurgiya, qurilish materiallari, kimyo, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash, avtomobillar, omborxonalar, kemalar, to'qimachilik, transport, robototexnika, suyuqlik darajasini kuzatish, ochiq kanal oqimini aniqlash va sanoat avtomatlashtirishda keng qo'llaniladi.
Ultrasonik sensorlarning asosiy afzalliklari yuqori o'lchov aniqligi, barqaror ishlash, kontaktsiz aniqlash, kuchli yo'nalish va ko'plab suyuq va qattiq materiallar bilan ishlash qobiliyatidir. Shu bilan birga, ultratovush sensorlari, shuningdek, qattiq chastota diapazoni, nisbatan yuqori haydash kuchlanishi, ko'r zonalar, cheklangan diapazon va harorat, yumshoq materiallar, havo oqimi va o'rnatish sharoitlariga sezgirlik kabi cheklovlarga ega.
Ultrasonik sensor ultratovush to'lqinlarini uzatish va aks ettirilgan aks-sadoni qabul qilish orqali ishlaydi. Sensor yuqori chastotali tovush pulsini nishonga yuboradi. Ovoz to'lqini ob'ekt yuzasiga etib kelganida, to'lqinning bir qismi qabul qiluvchiga qaytariladi. Keyin sensor uzatish va qabul qilish o'rtasidagi vaqtga qarab masofa yoki joyni hisoblab chiqadi.
Ultrasonik prob odatda piezoelektrik keramik elementlarga asoslangan. Ushbu piezoelektrik elementlar ultratovush to'lqinlarini uzatish uchun elektr energiyasini mexanik tebranishga aylantirishi mumkin va ular qabul qilingan tebranishlarni elektr signallariga aylantirishi mumkin.
Qo'llaniladigan impuls signali piezoelektrik elementning tabiiy rezonans chastotasiga to'g'ri kelganda, element kuchli tebranadi va ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi. Aks ettirilgan to'lqinlar probga qaytganda, piezoelektr element tebranishlarni qabul qiladi va uni tahlil qilish uchun elektr signaliga aylantiradi.
| Afzallik | nima uchun bu muhim |
|---|---|
| Kontaktsiz o'lchash | Sensor moslamalarni ularga tegmasdan aniqlay oladi, bu mo'rt, harakatlanuvchi, issiq yoki korroziy materiallar uchun foydalidir. |
| Ko'p materiallar bilan ishlaydi | Ultrasonik sensorlar ko'plab suyuqlik va qattiq jismlarni, shu jumladan optik sensorlar uchun qiyin bo'lgan shaffof bo'lmagan materiallarni o'lchashi mumkin. |
| Rang yoki shaffoflik ta'sir qilmaydi | Aniqlash ovozni aks ettirishga asoslanganligi sababli, maqsadli rang va shaffoflik odatda o'lchovga kam ta'sir qiladi. |
| Yaxshi yo'nalish | Ultrasonik to'lqinlar qisqa to'lqin uzunliklari va kuchli yo'nalishga ega, bu ularni masofa va darajani o'lchash uchun mos qiladi. |
| Qorong'i muhitda ishlashi mumkin | Optik sensorlardan farqli o'laroq, ultratovushli sensorlar ko'rinadigan yorug'likka bog'liq emas. |
| Chang, tutun yoki tumanda foydali | Ko'pgina ultratovushli sensorlar chang, tutunli yoki kam yorug'lik muhitida optik sensorlarga qaraganda yaxshiroq ishlashi mumkin. |
| ta'siri | Qo'llashga |
|---|---|
| Ruxsat etilgan chastota diapazoni | 40 kHz sensor odatda faqat mo'ljallangan chastota diapazonida ishlaydi, masalan, taxminan 38-42 kHz. |
| Yuqori haydash kuchlanishi | Ba'zi ultratovush transduserlari yuqori cho'qqidan cho'qqigacha kuchlanishni talab qiladi, shuning uchun past kuchlanishli davrlar kuchaytiruvchi sxema yoki transformatorga muhtoj bo'lishi mumkin. |
| Harorat ta'siri | Ovoz tezligi havo harorati bilan o'zgaradi, bu masofani o'lchash aniqligiga ta'sir qilishi mumkin. |
| Yumshoq materiallar tovushni yutadi | Ko'pik, mato va boshqa yumshoq yuzalar ultratovush to'lqinlarini o'zlashtirishi va aks-sado kuchini kamaytirishi mumkin. |
| Ko'r zona | Sensorga juda yaqin bo'lgan ob'ektlar minimal aniqlash masofasi ichida bo'lishi mumkin va ularni aniq o'lchash mumkin emas. |
| Cheklangan diapazon | Ultrasonik to'lqinlar masofa bilan susayadi, shuning uchun sensor diapazoni chastota, quvvat, maqsad yuzasi va atrof-muhit bilan cheklangan. |
Ultrasonik to'lqinlar yuqori chastotaga, qisqa to'lqin uzunligiga, kichik difraksiyaga, kuchli yo'nalishga va ko'plab suyuqlik va qattiq moddalarga yaxshi kirib borishga ega. Ultrasonik to'lqinlar nopoklik, chegara yoki moddiy interfeys bilan uchrashganda, ular aniqlanishi va tahlil qilinishi mumkin bo'lgan aks ettirilgan aks-sadolarni hosil qiladi.
Ultrasonik sensorlar, shuningdek, harakatlanuvchi ob'ektlar uchun Doppler-ga asoslangan aniqlashni qo'llab-quvvatlashi mumkin. Bu ultratovush texnologiyasini masofani o'lchash, suyuqlik darajasini o'lchash, ob'ektni aniqlash, oqim monitoringi, nuqsonlarni aniqlash, robototexnika, mashinalar to'xtash joyiga yordam, sanoat avtomatlashtirish va tibbiy asbob-uskunalarda foydali qiladi.
Kam quvvatli ultratovushli problar ko'pincha aniqlash va o'lchash uchun ishlatiladi. To'lqin turi va tuzilishiga qarab, ultratovush zondlari bo'ylama to'lqinlar uchun to'g'ridan-to'g'ri problarni, ko'ndalang to'lqinlar uchun qiya zondlarni, sirt to'lqinli zondlarni, Qo'zi to'lqinli zondlarni va bir element uzatadigan va boshqasini qabul qiladigan ikkita zondni o'z ichiga olishi mumkin.
Sanoat va iste'molchi ilovalari uchun keng tarqalgan mahsulotlarga ochiq turdagi ultratovush sensorlari, suv o'tkazmaydigan ultratovushli sensorlar, yuqori chastotali ultratovush sensorlari, to'xtash sensori va darajadagi sensorlar kiradi. To'g'ri tanlov diapazonga, chastotaga, korpusga, suv o'tkazmaydigan reytingga, maqsadli materialga va o'rnatish muhitiga bog'liq.
Ultrasonik sensorning aniqligi chastota, sezuvchanlik, haydash kuchlanishi, maqsad yuzasi, havo harorati, namlik, havo oqimi, o'rnatish burchagi va aks-sado signalini qayta ishlashga bog'liq. Harorat kompensatsiyasiga ega sensor tovush tezligidagi o'zgarishlardan kelib chiqadigan xatolikni kamaytirishi mumkin.
Sezuvchanlik asosan piezoelektrik elementga bog'liq. Kattaroq elektromexanik ulanish koeffitsienti odatda yuqori sezuvchanlikni anglatadi. Yuqori sezuvchanlik sensorga zaif aks-sadolarni olishga yordam beradi, ammo yakuniy ishlash hali ham to'liq sxema dizayni va dastur muhitiga bog'liq.
Ultrasonik sensorlar sanoat o'lchovlari, qishloq xo'jaligi, engil sanoat, tibbiy asbob-uskunalar, mashinalar tizimlari, robototexnika, xavfsizlik tizimlari, daraja monitoringi, ob'ektlarni aniqlash va buzilmaydigan sinovlarda qo'llaniladi. Ular inson quloqlari eshitmaydigan tovushlar va aks-sadolarni aniqlay oladi, so'ngra ma'lumotni foydali masofa, joylashuv yoki moddiy ma'lumotlarga aylantiradi.
Amaliy ilovalarda ultratovush diapazoni to'siqlarni oldini olish, tank darajasini o'lchash, ochiq kanal oqimini aniqlash, avtomobilni teskari o'zgartirishga yordam berish, robot navigatsiyasi, materialni joylashtirish va metall yoki qattiq konstruktsiyalarda nuqsonlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
Ultrasonik sensorni tanlashda birinchi navbatda aniqlash masofasini, ko'r zonani, maqsadli materialni, kerakli aniqlikni, ish chastotasini, haydash kuchlanishini, nur burchagini, javob berish vaqtini, suv o'tkazmaydigan talabni va ish harorati oralig'ini tasdiqlang.
Tashqi yoki nam muhit uchun odatda suv o'tkazmaydigan ultratovush sensori afzallik beriladi. Qisqa masofani aniq aniqlash uchun yuqori chastotali sensor yaxshiroq piksellar sonini ta'minlashi mumkin. Uzoq masofali aniqlash uchun past chastotali va kuchliroq uzatish quvvati ko'proq mos kelishi mumkin.
Ommaviy ishlab chiqarishdan oldin sensorni haqiqiy o'rnatish holatida va muhitda sinab ko'ring. O'rnatish burchagi, korpus ochilishi, maqsad shakli, yaqin atrofdagi to'siqlar, haroratning o'zgarishi va elektr shovqinlari haqiqiy ishlashga ta'sir qilishi mumkin.
Ultrasonik sensorlar ko'plab suyuq va qattiq materiallar uchun aniq, barqaror va kontaktsiz o'lchovlarni taklif qiladi. Ular, ayniqsa, optik aniqlash rang, shaffoflik, qorong'ulik, chang, tutun yoki sirtni aks ettirishdan ta'sirlanganda foydalidir.
Shu bilan birga, ultratovushli sensorlar har qanday vaziyatga mos kelmaydi. Muhandislar sensorni tanlashdan oldin chastota, kuchlanish, sezgirlik, harorat kompensatsiyasi, ko'r zona, diapazon, maqsadli material va o'rnatish shartlarini hisobga olishlari kerak.
Ultrasonik sensor masofani yuqori chastotali tovush pulsini yuborish va aks ettirilgan aks-sadoni qabul qilish orqali o'lchaydi. Masofa tovush to'lqinining nishonga etib borishi va qaytib kelishi uchun zarur bo'lgan vaqtdan boshlab hisoblanadi.
Ultrasonik sensorlar mos sharoitlarda, ayniqsa kontaktsiz masofa va darajani o'lchash uchun juda aniq bo'lishi mumkin. Aniqlik harorat, namlik, maqsad yuzasi, sensor chastotasi, o'rnatish burchagi va signalni qayta ishlashga bog'liq.
Harorat havodagi tovush tezligini o'zgartiradi. Harorat o'zgarganda, sensor harorat kompensatsiyasidan foydalanmasa yoki tizim o'qishni tuzatmasa, o'lchangan masofa siljishi mumkin.
Toza ichki muhit va ixcham uskunalar uchun ochiq turdagi ultratovush sensorini tanlang. Ochiq, nam, chang yoki chayqalishga moyil bo'lgan muhitlar uchun suv o'tkazmaydigan ultratovush sensorini tanlang.
To'g'ri chastotani ishlating, sensorni nishonga to'g'rilab turing, yaqin atrofdagi to'siqlardan qoching, barqaror haydash kuchlanishini ta'minlang, harorat kompensatsiyasidan foydalaning va sensorni oxirgi o'rnatish muhitida sinab ko'ring.
