Ultrazvukové senzory detekují předměty z různých materiálů a množství kapalin a sypkých látek bezkontaktně a s velkým dosahem. Průhledné, vysoce reflexní a vysoce kontrastní objekty také nejsou problém. Senzor funguje na principu měření doby průchodu ultrazvukových vln a je necitlivý na kontaminaci. Pokračování zde
Co je to ultrazvukový senzor? Jak fungují ultrazvukové senzory a pro jaké aplikace se používají? Co je třeba vzít v úvahu při použití ultrazvukových senzorů? Zde se dozvíte (téměř) vše o ultrazvukových senzorech.
Co je to ultrazvukový senzor?
Ultrazvukové senzory detekují objekty a kapaliny pomocí ultrazvukových vln a vypočítávají vzdálenost k objektu podle principu měření času letu. Používají se, když jsou vyžadovány velké detekční oblasti. Kdekoli optické senzory dosáhnou svých limitů, je řešením problému princip ultrazvukového senzoru. Senzory spolehlivě detekují průhledné, vysoce reflexní a vysoce kontrastní objekty pomocí ultrazvukového principu. Ultrazvukové senzory od automatického výběru jsou k dispozici jako ultrazvukové senzory a ultrazvukové skenery. Rozdíl spočívá ve výstupech a schopnosti IO-Link.
Ultraschallsensoren werden beispielsweise angewendet bei der Arbeit mit:
Sklo
(Průhledné) tekutiny
Fólie
Demoliční kontrola
Kontrola kvality
Kontrola prázdných kontejnerů
Měření hladiny
Kontrola pozice
Hlídání hladinu v posuvu dílů
Detekce přítomnosti
Monitorování nakládacích přenašečů
A obecně také pro objekty v pevném, kapalném, zrnitém nebo práškovém stavu, které jsou průhledné, poloprůhledné nebo opticky obtížně detekovatelné
Kontrola dvojitého obloukem
Měření hladiny
Kontrola kvality
Vychylovací plocha
Monitorování nakládacích přenašečů
Objemový průtok
Ultrazvukové senzory pro měření hladiny
Měření hladiny pomocí ultrazvukových senzorů je jednou z metod kontinuálního měření. Senzor je namontován v horní části nádoby a vysílá ultrazvukové pulsy, které se odrážejí od povrchu média. Zařízení vypočítá vzdálenost k povrchu a tím hladinu plnění z doby přechodu z emise impulsu do příjmu ozvěny.
Ultrazvukové snímače hladiny měří bezkontaktní hladiny až 8 m při:
kapaliny
Pastózní média
Prášek
Sypké pevné látky
Ultrazvukové senzory, jak fungují
Ultrazvukové senzory detekují objekty a úrovně plnění bez kontaktu generováním krátkého vysokofrekvenčního ultrazvukového pulzu s vibrační keramikou a cyklickým vydáváním. Impulz pokračuje vzduchem rychlostí zvuku. Pokud zvukový puls zasáhne objekt, odráží se od něj a ozvěna je zachycena senzorem. Vzdálenost mezi senzorem a objektem se počítá z časového rozpětí mezi přenosem signálu a příjmem ozvěny ze senzoru pomocí principu měření doby přenosu. Měřením vzdálenosti pomocí měření doby přechodu namísto měření intenzity mají ultrazvukové senzory velmi dobré potlačení pozadí.
S tímto principem měření mohou ultrazvukové senzory detekovat objekty vyrobené téměř ze všech materiálů, které odrážejí zvuk, a se všemi texturami, jako je sklo, dřevo, kov, plast, kapaliny a dokonce i tenké fólie. Složité pracovní prostředí, jako je prach, pára, špína nebo mlha barvy, neovlivňují ultrazvukové senzory.
1. Odeslání zvukového pulzu, 2. odraz, 3. příjem echa L = vzdálenost, kde T je čas mezi odesláním a příjmem a C je rychlost zvuku.
Ultrazvukové senzory: výhody a nevýhody
Výhody
Nevýhoda
Detekce téměř všech objektů bez ohledu na obtížné podmínky prostředí, lesk, barvu a průhlednost materiálu
Nevhodné pro materiály pohlcující zvuk (např. Vata)
Unecitlivý na prach, vlhkost a cizí světlo
nelze použít na šikmé plochy
Minimální rušivé odrazy díky úzkým zvukovým kuželům
-
Dlouhý dosah až 8 m
-
Samočištění pomocí emitovaných ultrazvukových impulsů
-
Vysoké rozlišení v rozsahu milimetrů
-
Rychlá doba odezvy
-
Teplotní kompenzace
-
Vysoká spolehlivost procesu
-
Rychlá a snadná instalace a uvedení do provozu
-
Velmi dobré potlačení pozadí
-
spolehlivá detekce přítomnosti i u složitých tvarů objektů (mříže, pružiny atd.)
-
Používané ultrazvukové senzory: co je třeba vzít v úvahu?
Jakmile vyberete ten správný ultrazvukový senzor pro vaši aplikaci, musí být správně nainstalován do vaší aplikace pro optimální funkčnost. V této části se stručně a jasně dozvíte, co je třeba vzít v úvahu.
Instalace ultrazvukových senzorů
Ultrazvukové senzory lze instalovat v jakékoli poloze za předpokladu, že jsou splněny následující podmínky:
Je zabráněno usazování na zvukově aktivním povrchu
Při použití několika ultrazvukových senzorů je nutné dodržet minimální vzdálenosti (viz návod k použití), aby se zabránilo vzájemnému rušení a nesprávnému přepínání
Vychýlení s úhlovým vychylovačem zvuku
Vychýlení zvukového kuželu snímače je možné pomocí úhelníku vychylování zvuku. Vícenásobné přesměrování však snižuje dosah senzorů, a proto je třeba se jim vyhnout.
Vlivy z vlastností objektu
Tvrdé, ploché materiály a předměty jsou ideální pro použití ultrazvukových senzorů, protože zvukové impulsy se odrážejí velmi dobře a čistě. U některých vlastností objektů je však třeba zvážit více, pokud chcete použít ultrazvukové senzory.
Zvláštnost objektu
je třeba dodržovat
Válcové a kulové povrchy (konvexní)
Maximální dosah senzoru se zmenšuje, čím menší je konvexní objekt, protože každý povrchový prvek má jiný úhel vůči ose laloku a odraz zvukového laloku se liší.
Tenké fólie a měkký materiál
Měkké materiály (např. Vata, pěna, hrubá tkanina, fólie o tloušťce menší než 0,01 mm) pohlcují velkou část pulzní energie. Proto může být obtížnější / nemožné je detekovat pomocí ultrazvukových senzorů.
Drsné povrchy
Velmi nerovné povrchy mohou ovlivnit vlastnosti snímání snímače. Struktury, které jsou větší než vlnová délka ultrazvuku, nemusí být ultrazvukovými senzory optimálně rozpoznány.
Tekutiny
Kapaliny bez silných vln lze snadno detekovat pomocí ultrazvukových senzorů.
Horké předměty
Díky konvekci tepla ve vzduchu mohou velmi vysoké teploty odklonit zvukový kužel, takže ozvěna již není přijímána snímačem nebo je oslabena. Dbejte na okolní teplotu uvedenou v provozním návodu.
Alternativy k ultrazvukovým senzorům
Pro určování polohy a detekci přítomnosti lze místo ultrazvukových senzorů použít optické senzory, indukční senzory (pouze magnetické kovy) nebo kapacitní senzory. K měření hladiny můžete také použít naše snímače hladiny, kapacitní snímače, snímače tlaku a optické snímače.