Ultralydsensorer
Ultralyd, en person oppfatter ikke lyd med en frekvens over 16 kHz, men hastigheten på forplantningen i luften er kjent og er 344 m / s. Med data om lydens hastighet og forplantningstid er det mulig å beregne den nøyaktige avstanden som ultralydbølgen har tilbakelagt. Dette prinsippet er grunnlaget for driften av ultralydsensorer.
Ultralydsensorer er mye brukt i ulike produksjonsområder og er på en eller annen måte et universelt verktøy for å løse mange problemer innen automatisering av teknologiske prosesser. Slike sensorer brukes til å bestemme avstanden og plasseringen til ulike objekter.
Bestemme nivået av en væske (for eksempel drivstofforbruk under transport), oppdage etiketter, inkludert gjennomsiktige, overvåke bevegelsen til et objekt, måle avstand - dette er bare noen av de mulige bruksområdene til ultralydsensorer.
Som regel er det mange kilder til forurensning i produksjonen, noe som kan bli et problem for mange mekanismer, men ultralydsensoren, på grunn av særegenhetene ved driften, er absolutt ikke redd for forurensning, siden sensorhuset, om nødvendig, kan være pålitelig beskyttet mot mulig mekanisk påvirkning.
Ultralydsensoren inneholder i sin design en piezoelektrisk transduser, som er både en sender og en mottaker. Den piezoelektriske transduseren sender ut en rekke lydpulser, mottar deretter ekkoet og konverterer signalet til en spenning som mates til kontrolleren. Les mer om bruk i teknologi her. piezoelektrisk effekt.
Ultralydfrekvensen varierer fra 65 kHz til 400 kHz, avhengig av transdusertype, og pulsrepetisjonshastigheten er mellom 14 Hz og 140 Hz. Kontrolleren behandler dataene og beregner avstanden til objektet.
Det aktive området til ultralydsensoren er arbeidsdeteksjonsområdet. Deteksjonsområde Dette er avstanden som ultralydtransduseren kan detektere et objekt innenfor, uavhengig av om objektet nærmer seg føleelementet i en aksial retning eller beveger seg gjennom lydkjeglen.
Det er tre hovedmoduser for drift av ultralydsensorer: motsatt modus, diffusjonsmodus og refleksmodus.
For den motsatte modusen preget av to separate enheter, en sender og en mottaker, som er montert overfor hverandre. Hvis ultralydstrålen avbrytes av et objekt, aktiveres utgangen. Denne modusen er egnet for tøffe miljøer hvor immunitet mot forstyrrelser er viktig. Ultralydstrålen reiser signalavstanden bare én gang.Denne løsningen er dyr fordi den krever installasjon av to enheter - en sender og en mottaker.
Diffusjonsmodus levert av sender og mottaker i samme hus. Kostnaden for en slik installasjon er mye lavere, men responstiden er lengre enn i motsatt modus.
Deteksjonsområdet her avhenger av innfallsvinkelen på objektet og egenskapene til objektets overflate, siden strålen må reflekteres fra overflaten til selve det detekterte objektet.
For refleksmodus er også sender og mottaker i samme hus, men ultralydstrålen reflekteres nå av reflektoren Objekter innenfor deteksjonsområdet detekteres både ved å måle endringer i avstanden tilbakelagt av ultralydstrålen og ved å estimere absorpsjonen eller tap av refleksjon i det reflekterte signalet. Lydabsorberende objekter, samt objekter med kantete overflater, oppdages enkelt med denne sensormodusen. En viktig forutsetning er at posisjonen til referansereflektoren ikke endres.
Et annet alternativ for å bruke infralyd i industrien er ultralydsveising.