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테크놀러지 개요

초음파 센서는 소리를 반사하는 모든 물체를 검출하고, 사운드 신호의 전송에서 수광까지의 시간을 측정합니다. 목표물의 색상, 투명도 및 표면 반사율과 무관합니다.

다른 위치 감지 제품을 보유한 초음파 센서 비교

본 차트는 특정한 영향을 미치는 다양한 테크놀러지의 성능을 평가합니다.

유도형 정전용량형 포토 초음파
온도
습도
센서 표면 먼지 3 4
외부 광선
노이즈 2
색상 / 투명도 1
물체까지의 거리
낮음 낮음 높음 높음
강한 난기류

1) 예를 들어 얇고 정제된 필름 / 유리
2) 상호 간섭이 없는 경우
3) 비전도성인 경우
4) 너무 두껍지 않은 경우

동작 원리

작동의 경우, 트랜스듀서는 고압으로 인하여 스트레스를 받습니다.이로 인하여 피에조-전자 효과로 트랜스듀서가 진동하고 시운드가 공중으로 퍼집니다.이 시점에서 클럭-펄스 생성기는 센서를 수광 모드로 전환하고 시간 측정을 시작합니다.사운드 버스트가 목표물에 충돌하면 튜랜스듀서에서 에코가 다시 반사됩니다.사운드 버스트의 에코는 피에조-전기 효과로 인한 트랜스듀서 진동을 발생시켜 시간 측정이 중지됩니다.

초음파 트랜스듀서는 이 이미지에서 보여준대로 구성됩니다.

  1. 피에조-요소 (Piezo-element)는 사운드를 전송 및 수신합니다 (200…400 kHz 범위).
  2. 내장된 스티로폴에 마운팅하면 피에조-요소가 자유롭게 진동됩니다
  3. 고정
  4. 조정층 (adaptation layer)은 공기와 피에조-요소 사이의 음향 임피던스를 조정합니다.
  5. 음파

감지 영역 – 직접반사형 초음파센서

일부 초음파 센서는 목표물의 에코에 전적으로 의존합니다.이를 직접반사형 센서라고 합니다.다음 그림은 검출영역 및 출력상태를 보여줍니다. blind zone에 유의하십시오. 센서가 신호를 생성, 수신 및 평가하는 데 필요한 최소 거리입니다.

어플리케이션 영역 – 미러반사형 초음파 센서

미러반사형 센서는 거품, 고르지 않은 표면 및 각진 모양 등의 사운드 반사 성능이 좋지 않은 물체에 사용됩니다.미러반사형 센서에는 blind zone가 없습니다. 그러나, 금속판 또는 벽과 같은 반사기를 필요로 합니다.

사운드 / 반응 곡선

반응 곡선은 사용자가 특정 어플리케이션을 해결하기 위하여 특정 초음파 센서의 적합성을 결정하는데 도움이 됩니다.이 커브는 제품 데이터 시트 및 데이터 시트에서 다운로드 할 수 있는 "정보 카드"에 표시되며, 센서에 측면으로 접근하는 목표물과 관련되어 있습니다.

탱크 레벨 어플리케이션에서와 같이 축 방향으로 센서에 접근하는 목표물인 경우, 센서는 switch-on 곡선에 도달하자마자 목표물을 검출합니다.

사운드 곡선이 너무 큰 어플리케이션의 경우, 사운드의 초점을 맞추기 위해 E23000 을 사용하는 것이 좋습니다.

적합한 기능을 보장하기 위하여 특정한 어플리케이션에서 테스트가 필요할 수도 있습니다.

영향 요인

초음파 센서는 기온 (온도 보정 기능이 내장됨), 기압 및 습도변화에 영향을 받지 않습니다. 그러나 다른 요인들이 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

  1. 난기류 – 강한 난기류는 사운드 전파 및 결과적으로 측정에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 바람, 압축공기 그리고 냉각 팬 등의 난기류가 원인이 될 수 있습니다. 센서 / 난기류로부터의 측정거리를 물리적으로 차폐하여 영향을 최소화할 수 있습니다.
  2. 목표물 재질 및 표면 특성 – 사운드를 흡수하는 재질 또는 수신기에서 멀어지는 사운드를 편향시키는 표면은 초음파 센서로 감지하기가 어렵습니다. 투과형 포토 솔루션이 더 좋을 수 있습니다.
  3. 목표물 속도 – 직접반사형 초음파 센서는 일반적으로 10 Hz 이하의 스위칭 주파수를 가지며 빠른 속도의 어플리케이션에는 적합하지 않습니다.
  4. 목표물 크기 – 초음파 센서는 일반적으로 레이저 센서로 검출되는 작은 목표물 검출이 가능하지 않습니다. 작은 목표물이 검출될 수도 있지만 일반적으로 감지범위가 감소됩니다.
  5. 목표물 방향 – 직접반사형 초음파 어플리케이션의 경우, 센서의 감지면이 목표물과 평행해야 합니다. 매끄러운 표면에서 4 ° 까지의 편차가 허용됩니다.
  6. 감지면의 과도한 오염 – 감지면의 진동으로 인하여 소량의 먼지와 습기가 쌓일 수는 있지만, 오염이 과도해지면 성능이 저하됩니다.
  7. 크로스톡 – 초음파 센서가 너무 가까이 장착되어 있는 경우, 크로스톡이 발생하기 쉽습니다. 설치 지침에 지정된 마운팅 거리를 준수하십시오.