Question 1

Funksjonsprinsipp for ultralydsensorer

Accepted Answer

Funksjonsdiagram for en ultralydsensor

Signalomformer
Oscillator (stimulerer signalomformeren)
Forsterker
Forsterker
Komparator (digitaliserer signalet)
Klokkepulsgenerator

I driftstilstand er det spenning i lydomformeren. På grunn av den piezoelektriske effekten, stimuleres signalomformeren til å vibrere og generere et lydutbrudd. På dette tidspunktet kobler klokkepulsgeneratoren sensoren til svarmodus, og tidsmålingen starter. Når lydutbruddet treffer objektet, reflekteres et ekko tilbake til signalomformeren. Lydutbruddets ekko fører til at signalomformeren vibrerer på grunn av den piezoelektriske effekten, og tidsmålingen stopper. Basert på den målte tiden og lydhastigheten, kan avstanden til objektet fastsettes.

Avstanden til objektet beregnes med tidsmåling ved hjelp av ligningen:

d = c * t / 2
der d = avstand (m)
c = lydhastighet [m/s]
t = tid (s)

Question 2

Strukturen til en ultralydomformer

Accepted Answer

Piezoelement sender og mottar lyd (40…300 kHz rekkevidde)
Montering med integralskum gjør det mulig for piezoelementet å vibrere fritt
Fast tilbehør
Tilpasningslag avpasses etter akustisk impedans mellom luften og piezoelementet
Lydbølge

Question 3

Når bruker jeg en ultralydsensor med diffust modus?

Accepted Answer

Alle lineære akseretninger (x,y,z) er mulig. Unngå akserotasjon på mer enn 4°.

Diffuse refleksjonssensorer evaluerer lydbølgene som objektet reflekterer via tidsmåling, slik at avstanden til objektet kan fastsettes. Figuren viser sensorens deteksjonsrekkevidde og endringsfunksjon. Faktum er at signalomformere fungerer som emittere og mottakere samtidig, og trenger tid for formidle resultater ved en minimumsavstand som kalles blindsone, der signalet ikke kan evalueres.

Question 4

Når bruker jeg en ultralydsensor med retrorefleksivt modus?

Accepted Answer

Med retrorefleksive sensorer returneres den utsendte lyden ved hjelp av en definert reflektor, f.eks. en mur eller metallplate. Et objekt detekteres når det avbryter et reflektert signal. Ultralydsensorer med retrorefleksivt modus brukes for objekter med svak ytelse for lydrefleksjon, slik som skum, ujevne overflater og vinklede utforminger. Siden de kun evaluerer om de har mottatt et ekko, finnes det ingen blindsone for disse sensorene.

Question 5

Hvilken informasjon gir reaksjonskurver om en ultralydsensor?

Accepted Answer

Reaksjonskurver hjelper brukeren med å avgjøre hvor egnet en bestemt ultralydsensor er til å klare et spesifikt bruksområde. Disse kurvene vises på produktdatabladet. Du finner en detaljert beskrivelse i dokumentet «Generell informasjon om montering og bruk», oppgitt på produktsiden i delen om «Nedlastinger».

Avstand: I x-akser, deteksjonsrekkevidden. I y-akser, lydstrålens bredde.
Deteksjonsområde: Hvis halve målobjektet er innenfor deteksjonsområdet.
Tilkoblingskurve: Kurven fremstiller tilknytningspunktet når ytterkanten på målobjektet nærmer seg fra siden.
Objekt: Objektstørrelsen avhenger av sensorens maksimale rekkevidde. Se datablad.
50 % av objektet i deteksjonsområdet
Koblingspunkt

For objekter som nærmer seg sensoren aksialt (slik som ved bruk for tanknivå), detekterer sensoren objektet så snart det når tilkoblingskurven.

Når det gjelder bruk der lydkurven er for stor, bør du vurdere å bruke et lydrør for å fokusere bedre på lyden.

Det kan være nødvendig med testing for spesifikk bruk for å sikre riktig funksjon.

Question 6

Hvilke faktorer kan påvirke ultralydsensorenes ytelse?

Accepted Answer

Ultralydsensorer påvirkes ikke av endringer i lufttemperaturen (de har innebygget temperaturkompensering), lufttrykk og fuktighet. Andre faktorer kan imidlertid påvirke ytelsen.

Luftturbulens: Kraftig luftturbulens kan påvirke lydutbredelsen negativt, og følgelig målingen. Kilder til luftturbulens innbefatter vind, trykkluft og kjølevifter. Påvirkningen kan minimeres av å fysisk skjerme sensoren/måleavstanden fra turbulensen.
Objektets material- og overflateegenskaper: Materialer som demper lyd eller fanger opp overflater som leder lyden vekk fra sensoren, er vanskelig å registrere med ultralydsensorer med diffust modus. En ultralydsensor med retrorefleksivt modus kan være en bedre løsning her.
Objektets hastighet: Ultralydsensorer med diffust modus har vanligvis koblingsfrekvens på 10 Hz eller mindre, og egner seg ikke for bruk med høy hastighet.
Objektstørrelse: Objekter må oppfylle kravene for minstemål for å detekteres på pålitelig vis. Jo mindre objektet er, desto kortere er deteksjonsrekkevidden der ultralydsensoren kan detektere.
Objektets orientering: For diffus ultralydbruk, skal sensorens forside være parallell med objektet. Avvik på opptil 4° kan tolereres på glatte overflater.
Tilsmusset forside: Det kan avgis små mengder med støv og fuktighet gjennom signalomformerens vibrering, men store mengder vil forringe ytelsen.
Krysstale: Ultralydsensorer har tendens til krysstale hvis de er montert for nær hverandre. Overhold monteringsavstandene som er angitt i bruksanvisningen.

	Ultralyd	Induktiv	Fotoelektrisk
Stor avstand til objektet
Uavhengig av farge / transparens			¹
Uavhengig av materiale
Temperatursvingninger
Tilsmussing på sensoren	²	³
Ytre lysimmunitet
Høy romfuktighet

Mange styrker, få begrensninger: Slik fungerer ultralydteknologi

Sammenligning av ultralydsensorer med andre posisjonsdetekterende produkter

Funksjonsprinsipp for ultralydsensorer