Czym jest czujnik ultradźwiękowy?

Czujnik ultradźwiękowy to urządzenie, które zamienia sygnały ultradźwiękowe na inne formy energii, zazwyczaj sygnały elektryczne. Zanim przedstawimy czujniki ultradźwiękowe, najpierw poznajmy podstawy fal ultradźwiękowych.

Fale dźwiękowe to fale mechaniczne, które mogą rozprzestrzeniać się przez gazy, ciecze i ciała stałe. Na podstawie częstotliwości fale dźwiękowe można podzielić na infradźwięki, fale dźwiękowe i ultradźwięki. Ultradźwięki zwykle odnoszą się do fal dźwiękowych o częstotliwościach przekraczających niższą częstotliwość i zakres słyszalny (20 Hz do 20 kHz), które są niesłyszalne dla ludzi.

Gdy fale ultradźwiękowe rozprzestrzeniają się przez medium, ich energia stopniowo słabnie wraz ze wzrostem odległości propagacji. Tłumienie energii jest określone przez dyfuzję, rozpraszanie i absorpcję fal ultradźwiękowych.

Urządzenia, które wykorzystują fale ultradźwiękowe jako metodę wykrywania i mogą generować i odbierać fale ultradźwiękowe, nazywane są czujnikami ultradźwiękowymi. Istnieją różne typy czujników ultradźwiękowych o różnych strukturach, w tym sondy proste (fale podłużne), sondy kątowe (fale poprzeczne), sondy fal powierzchniowych (fale powierzchniowe), sondy fal Lamb (fale Lamb) i sondy podwójne (jedna sonda do nadawania i jedna do odbierania).

Dziedzina przemysłowa: stosowana w kontroli materiałów, wykrywaniu poziomu cieczy, pomiarach przemieszczeń itp.

Branża motoryzacyjna: stosowana w systemach wspomagania parkowania, systemach wykrywania przeszkód itp.

•Mierzy poziom cieczy i ciał stałych w zbiornikach zamkniętych i otwartych.

• Zarządza i monitoruje poziom wody w rzekach, strumieniach, stawach i kanałach.

• Mierzy poziom wody w rzekach i zbiornikach wodnych w celu ostrzegania odpowiednich podmiotów przed powodziami i tsunami.

• Zarządza zużyciem wody w celu ochrony zasobów, zwiększenia bezpieczeństwa i poprawy efektywności.

• Monitoruje zapas paliwa, śledzi jego zużycie i zapobiega potencjalnej kradzieży.

• Mierzy wysokość cieczy w przelewach, kanałach i korytach w celu obliczenia objętościowego przepływu eluentów i wody.

• Mierzy wysokość i rozmiar obiektów, takich jak pojemniki i pudełka.

• Oblicza średnicę rolek papieru, folii lub filmu w celu wykrycia zmiennych, takich jak naprężenie rolki lub ilość pozostałego materiału.

• Mierzy swobodny przepływ materiałów podczas ich przenoszenia z jednej maszyny do drugiej, aby zapobiec uszkodzeniom.

• Mierzy położenie obiektów w układzie zamkniętym w celu utrzymania lub kontrolowania ich położenia.

• Wykrywa obiekty w celu ich zliczenia, zapewnienia bezpieczeństwa, kontroli stanu magazynowego lub pomaga automatycznym agentom przeprowadzkowym (np. robotom) omijać przeszkody.

• Wykrywa osoby w otoczeniu i określa, czy się zbliżają, czy odchodzą.

• Możliwość monitorowania celów w całym zakresie czujnika lub ograniczenia go do zdefiniowanego przez użytkownika zakresu odległości.

• Zastosowania na duże odległości mogą obejmować wykrywanie obecności lub nieobecności obiektów i/lub materiałów, a także omijanie przeszkód.

• Przemysłowe czujniki ultradźwiękowe umożliwiają wykrywanie dużych i małych obiektów, w tym ciał stałych, cieczy i materiałów cząsteczkowych.

• Czujniki ultradźwiękowe nie są dotknięte cechami optycznymi, takimi jak kolor, przezroczystość, współczynnik odbicia lub nieprzezroczystość. Jednak pewne zmienne (w tym kształt, rozmiar i orientacja celu) będą miały wpływ na maksymalny zasięg wykrywania czujnika ultradźwiękowego.

1. Charakterystyka mierzonego obiektu:Obiekty płaskie: takie jak powierzchnie cieczy, szkło itp.;Obiekty cylindryczne: takie jak puszki, butelki itp.;Obiekty ziarniste lub bryłowe: takie jak węgiel, cement, granulat plastiku itp.

4. Odległość wykrywania:Maksymalna odległość wykrywania czujników odbiciowych wynosi 6 metrów (np. Seria CSB30);Maksymalna odległość wykrywania dla czujników typu „bariera przelotowa” wynosi 100 mm (np. Seria CSDA).

• Temperatura powierzchni obiektu docelowego przekracza 100°C.

• Prędkość wiatru w środowisku detekcyjnym przekracza 60 km/h.

• Środowisko operacyjne znajduje się na wysokości ponad 3000 metrów.

• Ciśnienie w środowisku zamkniętym przekracza 1,2 standardowej atmosfery.

• Środowisko pracy charakteryzuje się temperaturą poniżej -20°C lub powyżej 70°C.

• W trybie bezodblaskowym wykrywa materiały o wysokim stopniu pochłaniania dźwięku, takie jak filc, wełna, bawełna lub pianka gąbczasta.

• Fale dźwiękowe nie mogą rozprzestrzeniać się w próżni. Dlatego czujniki ultradźwiękowe zawiodą w środowiskach próżniowych.

• Wykrywanie innych nieznanych substancji lub niepewnych scenariuszy użycia.

Czujniki sonarowe są używane przede wszystkim do bezpośredniego wykrywania i identyfikowania obiektów w wodzie i konturów dna morskiego. Czujnik sonarowy emituje sygnał fali dźwiękowej, który po napotkaniu obiektu odbija się z powrotem do czujnika. Następnie czujnik oblicza odległość i położenie obiektu na podstawie czasu odbicia i kształtu fali. Czujniki sonarowe są zazwyczaj używane do wykrywania biologicznego, takiego jak identyfikacja rodzajów stworzeń obecnych na dnie morskim i ich rozmiarów. Urządzenia, o których mogłeś słyszeć, służące do wykrywania potworów morskich, to czujniki sonarowe.

Fale ultradźwiękowe mają silne zdolności penetracji, szczególnie w ciałach stałych nieprzezroczystych, gdzie mogą przenikać na głębokość kilkudziesięciu metrów. Gdy fale ultradźwiękowe napotykają zanieczyszczenia lub interfejsy, wytwarzają znaczące odbicia, które tworzą echa; gdy napotykają ruchome obiekty, generują efekt Dopplera. Czujniki ultradźwiękowe są opracowywane w oparciu o te cechy fal ultradźwiękowych.