Ultrasone sensoren

Echografie, een persoon neemt geen geluid waar met een frequentie boven 16 kHz, maar de snelheid van de voortplanting ervan in de lucht is bekend en is 344 m / s. Met gegevens over de geluidssnelheid en de voortplantingstijd is het mogelijk om de exacte afstand te berekenen die de ultrasone golf heeft afgelegd. Dit principe is de basis van de werking van ultrasone sensoren.

Ultrasone sensoren worden veel gebruikt in verschillende productiegebieden en zijn op de een of andere manier een universeel hulpmiddel voor het oplossen van veel problemen bij de automatisering van technologische processen. Dergelijke sensoren worden gebruikt om de afstand en locatie van verschillende objecten te bepalen.

Het niveau van een vloeistof bepalen (bijvoorbeeld brandstofverbruik in transport), labels detecteren, ook transparante, de beweging van een object volgen, afstand meten - het zijn slechts enkele van de mogelijke toepassingen van ultrasone sensoren.

In de regel zijn er veel bronnen van vervuiling in de productie, wat een probleem kan worden voor veel mechanismen, maar de ultrasone sensor is vanwege de eigenaardigheden van zijn werking absoluut niet bang voor vervuiling, aangezien de sensorbehuizing, indien nodig, betrouwbaar kan worden beschermd tegen mogelijke mechanische invloeden.

De ultrasone sensor bevat in zijn ontwerp een piëzo-elektrische transducer, die zowel een zender als een ontvanger is. De piëzo-elektrische transducer zendt een reeks geluidspulsen uit, ontvangt vervolgens de echo en zet het signaal om in een spanning die naar de controller wordt gevoerd. Lees hier meer over het gebruik in technologie. piëzo-elektrisch effect.

De ultrasone frequentie varieert van 65 kHz tot 400 kHz, afhankelijk van het type transducer, en de pulsherhalingsfrequentie ligt tussen 14 Hz en 140 Hz. De controller verwerkt de gegevens en berekent de afstand tot het object.

Het actieve bereik van de ultrasone sensor is het werkende detectiebereik. Detectiebereik Dit is de afstand waarbinnen de ultrasone transducer een object kan detecteren, ongeacht of het object het detectie-element in axiale richting nadert of door de geluidskegel beweegt.

Er zijn drie belangrijke werkingsmodi van ultrasone sensoren: tegenovergestelde modus, diffusiemodus en reflexmodus.

Voor de tegenovergestelde modus gekenmerkt door twee afzonderlijke apparaten, een zender en een ontvanger, die tegenover elkaar zijn gemonteerd. Als de ultrasone straal wordt onderbroken door een object, wordt de uitgang geactiveerd. Deze modus is geschikt voor ruwe omgevingen waar immuniteit voor interferentie belangrijk is. De ultrasone straal legt de signaalafstand slechts eenmaal af.Deze oplossing is duur omdat hiervoor twee apparaten moeten worden geïnstalleerd: een zender en een ontvanger.

Verspreidingsmodus door zender en ontvanger in dezelfde behuizing. De kosten van een dergelijke installatie zijn veel lager, maar de responstijd is langer dan in de tegenovergestelde modus.

Het detectiebereik hangt hier af van de invalshoek op het object en van de eigenschappen van het oppervlak van het object, aangezien de straal moet worden gereflecteerd vanaf het oppervlak van het gedetecteerde object zelf.

Voor de reflexmodus zitten de zender en ontvanger ook in dezelfde behuizing, maar wordt de ultrasone straal nu gereflecteerd door de reflector.Objecten binnen het detectiebereik worden zowel gedetecteerd door veranderingen in de afgelegde afstand van de ultrasone straal te meten als door de absorptie te schatten of het verlies van reflectie in het gereflecteerde signaal. Geluidsabsorberende objecten, maar ook objecten met hoekige oppervlakken, worden met deze sensormodus eenvoudig gedetecteerd. Een belangrijke voorwaarde is dat de positie van de referentiereflector niet verandert.

Een andere mogelijkheid om infrageluid in de industrie toe te passen is ultrasoon lassen.