Ултразвучни сензори

Ултразвук, особа не перципира звук са фреквенцијом изнад 16 кХз, међутим, брзина његовог ширења у ваздуху је позната и износи 344 м / с. Са подацима о брзини звука и времену његовог ширења, могуће је израчунати тачну удаљеност коју је ултразвучни талас прешао. Овај принцип је основа рада ултразвучних сензора.

Ултразвучни сензори имају широку примену у различитим производним областима и на неки начин представљају универзално средство за решавање многих проблема у аутоматизацији технолошких процеса. Такви сензори се користе за одређивање удаљености и локације различитих објеката.

Одређивање нивоа течности (на пример, потрошња горива у транспорту), откривање етикета, укључујући и провидне, праћење кретања објекта, мерење удаљености — само су неке од могућих примена ултразвучних сензора.

По правилу, у производњи постоји много извора контаминације, што може постати проблем за многе механизме, али ултразвучни сензор се, због специфичности свог рада, апсолутно не плаши контаминације, јер кућиште сензора, ако је потребно, могу се поуздано заштитити од могућих механичких утицаја.

Ултразвучни сензор у свом дизајну садржи пиезоелектрични претварач, који је истовремено и емитер и пријемник. Пиезоелектрични претварач емитује низ звучних импулса, затим прима ехо и претвара сигнал у напон који се доводи до контролера. Више о употреби у технологији прочитајте овде. пиезоелектрични ефекат.

Ултразвучна фреквенција се креће од 65 кХз до 400 кХз, у зависности од типа претварача, а брзина понављања импулса је између 14 Хз и 140 Хз. Контролор обрађује податке и израчунава растојање до објекта.

Активни опсег ултразвучног сензора је радни опсег детекције. Опсег детекције Ово је растојање унутар које ултразвучни претварач може да открије објекат, без обзира да ли се објекат приближава сензорском елементу у аксијалном правцу или се креће кроз звучни конус.

Постоје три главна начина рада ултразвучних сензора: супротни режим, дифузиони режим и рефлексни режим.

За супротан режим карактеришу два одвојена уређаја, предајник и пријемник, који су постављени један наспрам другог. Ако је ултразвучни сноп прекинут неким предметом, излаз се активира. Овај режим је погодан за оштра окружења где је отпорност на сметње важна. Ултразвучни сноп прелази удаљеност сигнала само једном.Ово решење је скупо јер захтева уградњу два уређаја — предајника и пријемника.

Режим дифузије обезбеђује предајник и пријемник у истом кућишту. Цена такве инсталације је много нижа, али је време одзива дуже него у супротном режиму.

Опсег детекције овде зависи од упадног угла на објекат и од својстава површине објекта, пошто се сноп мора рефлектовати од површине самог детектованог објекта.

За рефлексни режим, предајник и пријемник су такође у истом кућишту, али ултразвучни сноп се сада рефлектује од рефлектора.Објекти унутар опсега детекције се детектују и мерењем промена у раздаљини коју пређе ултразвучни сноп и проценом апсорпције или губитак рефлексије у рефлектованом сигналу. Објекти који апсорбују звук, као и објекти са угаоним површинама, лако се детектују овим сензорским режимом. Важан услов је да се положај референтног рефлектора не мења.

Друга опција за коришћење инфразвука у индустрији је ултразвучно заваривање.