Question 1

Radno načelo ultrazvučnih senzora

Accepted Answer

Funkcionalni dijagram ultrazvučnog senzora

Pretvarač
Oscilator (daje podražaj pretvaraču)
Pojačalo
Pojačalo
Komparator (digitalizira signal)
Generator taktnih impulsa

U radnom stanju napon je prisutan na pretvaraču zvuka. Zbog piezoelektričnog efekta pretvarač se pobuđuje, oscilira i generira zvuk. U tom trenutku generator taktnih impulsa prebacuje senzor u način rada primanja i započinje mjerenje vremena. Kada zvuk dođe do mete, odjek se reflektira natrag prema pretvaraču. Odjek zvuka uzrokuje vibraciju pretvarača zbog piezoelektričnog efekta, a mjerenje se vremena zaustavlja. Na temelju izmjerenog vremena i brzine zvuka može se odrediti udaljenost od mete.

Udaljenost do mete izračunava se pomoću izmjerenog vremena jednadžbom:

d=c*t/2
gdje je d = udaljenost (m)
c = brzina zvuka [m/s]
t = vrijeme (s)

Question 2

Struktura ultrazvučnog pretvarača

Accepted Answer

Piezoelement šalje i prima zvuk (raspon od 40 do 300kHz).
Zahvaljujući postavljanju s integralnom pjenom piezoelement slobodno vibrira.
Potporna struktura
Sloj za prilagodbu podudara se s akustičnom impedancijom između zraka i piezoelementa.
Zvučni val

Question 3

Kada se služim ultrazvučnim senzorima difuzne refleksije?

Accepted Answer

Mogući su svi linearni smjerovi kretanja (x,y,z). Izbjegavajte rotaciju osi za više od 4°.

Senzorima difuzne refleksije procjenjuje se zvučni val reflektiran o predmet pomoću izmjerenog vremena kako bi se utvrdila udaljenost do predmeta. Na slici je prikazan domet otkrivanja i prebacivanje senzora. Činjenica je da pretvarači rade i kao odašiljači i kao prijamnici u isto vrijeme i da im je potrebno vrijeme za rezultate prebacivanja na minimalnoj udaljenosti zvanoj slijepa zona u kojoj se signal ne može procijeniti.

Question 4

Kada se služim retroreflektivnim senzorima?

Accepted Answer

Kod retroreflektivnih senzora određeni reflektor, npr. zid ili metalna ploča, vraća odaslani zvuk. Predmet se otkriva kada prekine reflektirani signal. Retroreflektivni senzori upotrebljavaju se za predmete koji slabo reflektiraju zvuk, primjerice pjenu, grube površine i kutne oblike. Budući da samo procjenjuju je li primljen odjek, ovi senzori nemaju slijepu zonu.

Question 5

Koje informacije o ultrazvučnom senzoru pružaju krivulje odgovora?

Accepted Answer

Krivulje odgovora korisniku pomažu odrediti prikladnost određenog ultrazvučnog senzora za rješavanje određene primjene. Ove su krivulje prikazane na tehničkom listu proizvoda. Podroban opis može se pronaći u dokumentu „Općenite informacije o postavljanju i radu“ na stranici proizvoda u odjeljku „Preuzimanja“.

Udaljenost: Osjetni domet na x-osi. Širina zvučne zrake na y-osi.
Područje otkrivanja: Ako je polovica standardne mete unutar zone otkrivanja.
Krivulja uključivanja: Krivuljom se opisuje točka uključivanja kada se rub standardne mete bočno približava.
Meta: Veličina mete ovisi o maksimalnom dometu senzora. Pogledajte tehnički list.
50% mete u zoni otkrivanja
Sklopna točka

Kada je riječ o metama koje se senzoru približavaju aksijalno (kao u slučaju razine spremnika), senzor otkriva metu čim dosegne krivulju uključivanja.

Kad je riječ o područjima primjene gdje je krivulja zvuka prevelika, razmotrite upotrebu zvučne cijevi radi boljeg fokusiranja zvuka.

Možda bude potrebno ispitivanje u specifičnom području primjene da bi se zajamčio pravilan rad.

Question 6

Koji čimbenici mogu utjecati na učinkovitost ultrazvučnih senzora?

Accepted Answer

Na ultrazvučne senzore ne utječu promjene u temperaturi zraka (imaju ugrađenu funkciju kompenzacije temperature), tlak i vlažnost zraka. Međutim, drugi čimbenici mogu utjecati na njihovu učinkovitost.

Turbulencija u zraku – jaka turbulencija u zraku može negativno utjecati na propagaciju zvuka i posljedično na mjerenje. Izvori su turbulencije u zraku vjetar, stlačeni zrak i ventilatori. Utjecaj se može svesti na najmanju moguću mjeru fizičkom zaštitom senzora / mjerne udaljenosti od turbulencije.
Materijal mete i obilježja površine – materijale koji apsorbiraju zvuk ili površine koje šalju zvuk dalje od senzora ultrazvučni senzori difuzne refleksije teško otkrivaju. Retroreflektivni ultrazvučni senzor mogao bi biti bolje rješenje za te situacije.
Brzina mete – ultrazvučni senzori difuzne refleksije uglavnom imaju frekvencije prebacivanja od 10Hz ili manje i nisu korisni za primjene s velikim brzinama.
Veličina mete – mete moraju ispunjavati zahtjeve o minimalnoj veličini kako bi se pouzdano otkrile. Što je meta manja, to je kraći osjetni domet u kojem je ultrazvučni senzor može pouzdano otkriti.
Smjer mete – kada je riječ o difuznim ultrazvučnim primjenama, prednja strana senzora trebala bi biti paralelna s metom. Na glatkim površinama mogu se tolerirati odstupanja do 4°.
Prljavština na prednjoj strani – male količine prašine i vlage mogu se ukloniti pretvarača, ali velike količine smanjuju učinkovitost.
Preslušavanje – ultrazvučni su senzori skloni preslušavanju ako se postave preblizu. Pridržavajte se udaljenosti za postavljanje navedenih u uputama za rad.

	Ultrazvučna	Induktivna	Fotoelektrična
Velika udaljenost od predmeta
Neovisno o boji/prozirnosti			¹
Neovisno o materijalu
Temperaturne fluktuacije
Taloženje na senzoru	²	³
Otpornost na vanjsko svjetlo
Visoka okolišna temperatura

Brojne prednosti, malo ograničenja: Kako funkcionira ultrazvučna tehnologija

Usporedba ultrazvučnih senzora s drugim proizvodima koji otkrivaju položaj

Radno načelo ultrazvučnih senzora