Sensores ultrassônicos

ultrassom, uma pessoa não percebe o som com frequência acima de 16 kHz, porém, a velocidade de sua propagação no ar é conhecida e é de 344 m / s. Com dados sobre a velocidade do som e seu tempo de propagação, é possível calcular a distância exata que a onda de ultrassom percorreu. Este princípio é a base do funcionamento dos sensores ultrassônicos.

Os sensores ultrassônicos são amplamente utilizados em diversas áreas produtivas e de certa forma são uma ferramenta universal para solucionar muitos problemas na automação de processos tecnológicos. Esses sensores são usados ​​para determinar a distância e a localização de vários objetos.

Determinar o nível de um líquido (por exemplo, consumo de combustível no transporte), detectar etiquetas, inclusive transparentes, monitorar o movimento de um objeto, medir a distância - essas são apenas algumas das possíveis aplicações dos sensores ultrassônicos.

Via de regra, existem muitas fontes de contaminação na produção, o que pode se tornar um problema para muitos mecanismos, mas o sensor ultrassônico, devido às peculiaridades de seu funcionamento, não tem medo de contaminação, pois o invólucro do sensor, se necessário, pode ser protegido de forma confiável contra possíveis influências mecânicas.

O sensor ultrassônico contém em seu projeto um transdutor piezoelétrico, que é tanto um emissor quanto um receptor. O transdutor piezelétrico emite uma série de pulsos de som, então recebe o eco e converte o sinal em uma voltagem que alimenta o controlador. Leia mais sobre o uso em tecnologia aqui. efeito piezoelétrico.

A frequência ultrassônica varia de 65 kHz a 400 kHz, dependendo do tipo de transdutor, e a taxa de repetição de pulso está entre 14 Hz e 140 Hz. O controlador processa os dados e calcula a distância até o objeto.

A faixa ativa do sensor ultrassônico é a faixa de detecção de trabalho. Faixa de detecção Esta é a distância dentro da qual o transdutor ultrassônico pode detectar um objeto, independentemente de o objeto se aproximar do elemento sensor em uma direção axial ou se mover através do cone de som.

Existem três modos principais de operação dos sensores ultrassônicos: modo oposto, modo de difusão e modo reflexo.

Para o modo oposto caracterizado por dois dispositivos separados, um transmissor e um receptor, que são montados um em frente ao outro. Se o feixe ultrassônico for interrompido por um objeto, a saída é ativada. Este modo é adequado para ambientes agressivos onde a imunidade à interferência é importante. O feixe de ultrassom percorre a distância do sinal apenas uma vez.Essa solução é cara porque requer a instalação de dois dispositivos — um transmissor e um receptor.

Modo de difusão fornecido pelo transmissor e receptor no mesmo invólucro. O custo dessa instalação é muito menor, mas o tempo de resposta é maior do que no modo oposto.

O alcance de detecção aqui depende do ângulo de incidência no objeto e das propriedades da superfície do objeto, uma vez que o feixe deve ser refletido da superfície do próprio objeto detectado.

Para o modo reflexo, o transmissor e o receptor também estão no mesmo invólucro, mas o feixe ultrassônico agora é refletido pelo refletor. Os objetos dentro da faixa de detecção são detectados medindo as mudanças na distância percorrida pelo feixe ultrassônico e estimando a absorção ou a perda de reflexão no sinal refletido. Objetos que absorvem som, bem como objetos com superfícies angulares, são facilmente detectados com este modo de sensor. Uma condição importante é que a posição do refletor de referência não mude.

Outra opção para o uso de infra-som na indústria é soldadura ultra-sónica.