Sensors d'ultrasons

Ultrasò, una persona no percep el so amb una freqüència superior a 16 kHz, tanmateix, la velocitat de la seva propagació a l'aire es coneix i és de 344 m / s. Amb dades sobre la velocitat del so i el seu temps de propagació, és possible calcular la distància exacta que ha recorregut l'ona d'ultrasò. Aquest principi és la base del funcionament dels sensors ultrasònics.

Els sensors d'ultrasons s'utilitzen àmpliament en diverses àrees de producció i d'alguna manera són una eina universal per resoldre molts problemes en l'automatització de processos tecnològics. Aquests sensors s'utilitzen per determinar la distància i la ubicació de diversos objectes.

Determinar el nivell d'un líquid (per exemple, el consum de combustible en el transport), detectar etiquetes, incloses les transparents, controlar el moviment d'un objecte, mesurar la distància: aquestes són només algunes de les possibles aplicacions dels sensors ultrasònics.

Com a regla general, hi ha moltes fonts de contaminació en la producció, que poden convertir-se en un problema per a molts mecanismes, però el sensor d'ultrasons, a causa de les peculiaritats del seu funcionament, no té absolutament por de la contaminació, ja que la carcassa del sensor, si és necessari, es pot protegir de manera fiable de possibles influències mecàniques.

El sensor d'ultrasons conté en el seu disseny un transductor piezoelèctric, que és alhora un emissor i un receptor. El transductor piezoelèctric emet una sèrie de polsos sonors, després rep l'eco i converteix el senyal en una tensió que s'alimenta al controlador. Llegeix més sobre l'ús de la tecnologia aquí. efecte piezoelèctric.

La freqüència ultrasònica oscil·la entre 65 kHz i 400 kHz, depenent del tipus de transductor, i la freqüència de repetició del pols està entre 14 Hz i 140 Hz. El controlador processa les dades i calcula la distància a l'objecte.

El rang actiu del sensor ultrasònic és el rang de detecció de treball. Interval de detecció Aquesta és la distància dins la qual el transductor d'ultrasons pot detectar un objecte, independentment de si l'objecte s'apropa a l'element sensor en direcció axial o es mou pel con de so.

Hi ha tres modes principals de funcionament dels sensors ultrasònics: mode oposat, mode de difusió i mode reflex.

Per al mode oposat caracteritzat per dos dispositius separats, un transmissor i un receptor, que estan muntats un enfront de l'altre. Si el feix d'ultrasons és interromput per un objecte, la sortida s'activa. Aquest mode és adequat per a entorns durs on la immunitat a les interferències és important. El feix d'ultrasons recorre la distància del senyal només una vegada.Aquesta solució és cara perquè requereix la instal·lació de dos dispositius: un transmissor i un receptor.

Mode de difusió proporcionat per transmissor i receptor en la mateixa carcassa. El cost d'aquesta instal·lació és molt més baix, però el temps de resposta és més llarg que en el mode contrari.

El rang de detecció aquí depèn de l'angle d'incidència sobre l'objecte i de les propietats de la superfície de l'objecte, ja que el feix s'ha de reflectir des de la superfície de l'objecte detectat.

Per al mode reflex, l'emissor i el receptor també es troben a la mateixa carcassa, però el feix d'ultrasons ara es reflecteix pel reflector. Els objectes dins del rang de detecció es detecten tant mesurant els canvis en la distància recorreguda pel feix ultrasònic com estimant l'absorció. o la pèrdua de reflexió en el senyal reflectit. Els objectes que absorbeixen el so, així com els objectes amb superfícies angulars, es detecten fàcilment amb aquest mode de sensor. Una condició important és que la posició del reflector de referència no canviï.

Una altra opció per utilitzar infrasons a la indústria és soldadura per ultrasons.