邦納超聲波傳感器提供了靈活的解決方案
數年前,在傳感器技術(shù)領(lǐng)域,超聲波傳感器一直是備用的選擇,設計師只有在其他的傳感技術(shù)無(wú)法工作的時(shí)候才會(huì )選擇超聲波技術(shù),一般發(fā)生在檢測透明物體,長(cháng)距離的感應或者是當目標顏色改變時(shí)的才會(huì )采用這種技術(shù)。
新技術(shù)的應用使得今天的超聲波傳感器能經(jīng)受的住惡劣環(huán)境的考驗:
· 有IP67 和 IP69K防護等級的超聲波傳感器可以應用于潮濕的環(huán)境中,比如瓶子清洗機器。
· 內建溫度補償電路,在正?;蛘咦兓牟僮鳡顟B(tài)時(shí),當有明顯的溫度變化時(shí),由溫度補償電路進(jìn)行校對。
· Teflon型號的超聲波傳感器的表面有一種特殊涂層可以用來(lái)抵御有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。
· 先進(jìn)的過(guò)濾電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現場(chǎng)干擾。
· 新型傳感器感應頭有著(zhù)更強的自我保護能力,可以抵御物質(zhì)損害,適應比較臟亂的環(huán)境
易用性
新一代超聲波傳感器的一個(gè)顯著(zhù)特性就是使用更加簡(jiǎn)單,這包括了按鈕的設置,DIP開(kāi)關(guān)編程和一些多重程序的選擇。
開(kāi)關(guān)按鈕完全內嵌于傳感器裝置中,這使得調整安裝傳感器距離的遠近非常容易,把目標物放在傳感器前再按下按鈕是一件很簡(jiǎn)單的事情。這種傳感器可以自動(dòng)掌握窗口的大下和距離的遠近。方便安裝意味著(zhù)同樣的傳感器可以適應很多不同的應用。
DIP開(kāi)關(guān)的編程方式意味著(zhù)可以為某些特殊的應用而定制一個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器,這些個(gè)性化的特性包括響應時(shí)間,輸出類(lèi)型,開(kāi)關(guān)量和模擬量選擇以及用于物位/液位控制的特別設定。
超聲波傳感器一般在單個(gè)傳感器中都包含多種輸出類(lèi)型,具有兩路開(kāi)關(guān)量輸出型號可以用一個(gè)傳感器同時(shí)感應兩個(gè)不同距離的物體,而同時(shí)擁有一路開(kāi)關(guān)量輸出和一路模擬量輸出的型號的傳感器即可用于測量有提供警報輸出。
以上這些特性使得超聲波傳感器與其他技術(shù)的傳感器相比,使用更加靈活,更具選擇性。
使用超聲波傳感器的基本原則
超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng),產(chǎn)生高頻人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲波來(lái)進(jìn)行感應的,如果這聲波碰到了某個(gè)物體,傳感器就能接收到返回波。傳感器通過(guò)聲波的波長(cháng)和發(fā)射聲波以及接收到返回聲波的時(shí)間差就能確定物體的距離,比較具有代表性的,一個(gè)傳感器可以通過(guò)按鈕的設定來(lái)?yè)碛薪嚯x和遠距離兩種設定,無(wú)論物體在那一種界限里,傳感器都可以檢測到。例如:超聲波傳感器可以安裝在一個(gè)裝液體的池子上,或者是一個(gè)裝小球的箱子上,向這個(gè)容器發(fā)出聲波,通過(guò)接收到返回波的時(shí)間長(cháng)短就能確定這個(gè)容器是滿(mǎn)的、空的或者是部分滿(mǎn)的。
超聲波傳感器還有使用的是獨立的發(fā)射器和接收器的型號,當檢測緩慢移動(dòng)的物體,或者需要快速響應或者在潮濕環(huán)境中應用時(shí),這種對射示或者叫分離式的超聲波傳感器就非常適用。在檢測透明物體、液體,檢測光滑、粗糙和有光澤的,半透明材料的物體表面,和檢測不規則物體時(shí),超聲波傳感器都是首選。超聲波傳感器不適用的情況有:戶(hù)外,極熱的環(huán)境,有壓力的容器內,同樣不能檢測有泡沫的物體。
超聲波傳感器選型要點(diǎn):
范圍和尺寸 被檢測的物體的尺寸大小會(huì )影響超聲波傳感器的最大有效范圍,傳感器必須探測到一定級別的聲波才能被激勵輸出信號,一個(gè)較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器,所以傳感器可以在它的最大限度內對此物體進(jìn)行感應,而一個(gè)小物體只能反射很少的聲波,這樣就明顯地減小了感應的范圍。
被測物 能運用超聲波傳感器進(jìn)行檢測的最理想的物體應該是大型、平坦、高密度的物體,垂直放置面對著(zhù)傳感器感應面。最難檢測的是那些面積非常小,或者是可以吸收聲波的材料制作的,比如泡沫塑料,或者是角面對著(zhù)傳感器的。一些比較困難被檢測的物體可以先對物體的背景表面進(jìn)行示教,再對放在傳感器和背景之間的物體作出反應。
用于液體測量時(shí)需要要液體的表面垂直面對超聲波傳感器,如果液體的表面非常不平整,那么傳感器的響應時(shí)間要調的更長(cháng)一些,它會(huì )將這些變化做個(gè)平均,可以比較固定的讀取。
在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器使得探測不規則物體也成為可能,在retrosonic模式下,超聲波傳感器可以先探測一個(gè)平整的背景,如一面墻,當任何物體通過(guò)傳感器和墻之間的時(shí)候,就會(huì )阻礙聲波,傳感器感應到了中斷,便會(huì )意識到出現了物體。
振動(dòng) 無(wú)論是傳感器本身還是周?chē)鷻C械的振動(dòng),都會(huì )影響距離測量的精確度,這時(shí)可以考慮采取一些減震措施,例如:用橡膠的抗震設備給傳感器做一個(gè)底座,可以減少振動(dòng),用固定桿也可以消除或者最大程度的減少振動(dòng)。
衰減 當周?chē)h(huán)境溫度緩慢變化的時(shí)候,有溫度補償的超聲波傳感器可以做出調整,但是如果溫度變化過(guò)快,傳感器將無(wú)法做出調整。
誤判 聲波可能會(huì )被附近的一些物體反射,比如導軌或者固定夾具,為了確保檢測的可靠性,必須減少或者排除周?chē)矬w對聲波反射的影響,為了避免對周?chē)矬w的錯誤檢測,許多超聲波傳感器都有一個(gè)LED指示器來(lái)引到操作人員進(jìn)行安裝,來(lái)確保這個(gè)傳感器被正確的裝好,減少出錯的風(fēng)險。
超聲波傳感器的典型應用舉例
超聲波傳感器曾經(jīng)被認為操作太過(guò)困難或者過(guò)于昂貴,但隨著(zhù)成本的降低和方便的運用,越來(lái)越多的機械設計師在設計機器時(shí)已經(jīng)將超聲波傳感器融入進(jìn)去。超聲波傳感器的工業(yè)應用領(lǐng)域包括探測填充狀況,探測反光物體和物質(zhì),控制環(huán)繩的膨脹和測量距離,下列是幾個(gè)應用實(shí)例:
在灌裝車(chē)間,檢測瓶子
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