科技進(jìn)步使得今天的超聲波傳感器非常堅(jiān)固耐用并有著的感應(yīng)能力, 這些新技術(shù)使得超聲波傳感器可以更加簡單、靈活,性價(jià)比更高。這些新增強(qiáng)的特性脫展了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域,*超越了傳統(tǒng)的超聲波傳感器的應(yīng)用。今日的超聲波傳感器提供給了機(jī)械設(shè)計(jì)師在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的,創(chuàng)造性的解決方案。
數(shù)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(shè)計(jì)師只有在其他的傳感技術(shù)無法工作的時(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,長距離的感應(yīng)或者是當(dāng)目標(biāo)顏色改變時(shí)的才會(huì)采用這種技術(shù)。
新技術(shù)的應(yīng)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(yàn): 有ip67 和 ip69k防護(hù)等級的超聲波傳感器可以應(yīng)用于潮濕的環(huán)境中,比如瓶子清洗機(jī)器。內(nèi)建溫度補(bǔ)償電路,在正?;蛘咦兓牟僮鳡顟B(tài)時(shí),當(dāng)有明顯的溫度變化時(shí),由溫度補(bǔ)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抵御有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。先進(jìn)的過濾電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現(xiàn)場干擾。新型傳感器感應(yīng)頭有著更強(qiáng)的自我保護(hù)能力,可以抵御物質(zhì)損害,適應(yīng)比較臟亂的環(huán)境。
易用性
新一代超聲波傳感器的一個(gè)顯著特性就是使用更加簡單,這包括了按鈕的設(shè)置,dip開關(guān)編程和一些多重程序的選擇。 開關(guān)按鈕*內(nèi)嵌于傳感器裝置中,這使得調(diào)整安裝傳感器距離的遠(yuǎn)近非常容易,把目標(biāo)物放在傳感器前再按下按鈕是一件很簡單的事情。
這種傳感器可以自動(dòng)掌握窗口的大下和距離的遠(yuǎn)近。方便安裝意味著同樣的傳感器可以適應(yīng)很多不同的應(yīng)用。 dip開關(guān)的編程方式意味著可以為某些特殊的應(yīng)用而定制一個(gè)簡單的傳感器,這些個(gè)性化的特性包括響應(yīng)時(shí)間,輸出類型,開關(guān)量和模擬量選擇以及用于物位/液位控制的特別設(shè)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型,具有兩路開關(guān)量輸出型號可以用一個(gè)傳感器同時(shí)感應(yīng)兩個(gè)不同距離的物體,而同時(shí)擁有一路開關(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(bào)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)生高頻人耳聽不見的聲波來進(jìn)行感應(yīng)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。
傳感器通過聲波的波長和發(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)傳感器可以通過按鈕的設(shè)定來擁有近距離和遠(yuǎn)距離兩種設(shè)定,無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,通過接收到返回波的時(shí)間長短就能確定這個(gè)容器是滿的、空的或者是部分滿的。 超聲波傳感器還有使用的是獨(dú)立的發(fā)射器和接收器的型號,當(dāng)檢測緩慢移動(dòng)的物體,或者需要快速響應(yīng)或者在潮濕環(huán)境中應(yīng)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(guī)則物體時(shí),超聲波傳感器都是。超聲波傳感器不適用的情況有:戶外,極熱的環(huán)境,有壓力的容器內(nèi),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zui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(lì)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zui大限度內(nèi)對此物體進(jìn)行感應(yīng),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(yīng)的范圍。
被測物
能運(yùn)用超聲波傳感器進(jìn)行檢測的的物體應(yīng)該是大型、平坦、高密度的物體,垂直放置面對著傳感器感應(yīng)面。zui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(yīng)。
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(yīng)時(shí)間要調(diào)的更長一些,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(guī)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(dāng)任何物體通過傳感器和墻之間的時(shí)候,就會(huì)阻礙聲波,傳感器感應(yīng)到了中斷,便會(huì)意識到出現(xiàn)了物體。
振動(dòng)
無論是傳感器本身還是周圍機(jī)械的振動(dòng),都會(huì)影響距離測量的度,這時(shí)可以考慮采取一些減震措施,例如:用橡膠的抗震設(shè)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zui大程度的減少振動(dòng)。 衰減 當(dāng)周圍環(huán)境溫度緩慢變化的時(shí)候,有溫度補(bǔ)償?shù)某暡▊鞲衅骺梢宰龀稣{(diào)整,但是如果溫度變化過快,傳感器將無法做出調(diào)整。
誤判
聲波可能會(huì)被附近的一些物體反射,比如導(dǎo)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圍物體對聲波反射的影響,為了避免對周圍物體的錯(cuò)誤檢測,許多超聲波傳感器都有一個(gè)led指示器來引到操作人員進(jìn)行安裝,來確保這個(gè)傳感器被正確的裝好,減少出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。
超聲波傳感器的典型應(yīng)用
超聲波傳感器曾經(jīng)被認(rèn)為操作太過困難或者過于昂貴,但隨著成本的降低和方便的運(yùn)用,越來越多的機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)機(jī)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(yīng)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(yīng)用實(shí)例:
在灌裝車間,檢測瓶子(使用qs18u的圖片)
在食物處理車間,檢測和控制容器填充情況(使用qt50u的圖片)
在包裝車間,通過檢測兩個(gè)滾筒間張力來控制原料的輪轉(zhuǎn)速度。(使用t30u的圖片)
檢測汽車發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓頭。(使用q45ur的圖片)
超聲波傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用正快速發(fā)展,這項(xiàng)曾經(jīng)十分昂貴而且度不高的技術(shù)如今已經(jīng)變得簡單易用,精度高且費(fèi)用低廉。超聲波傳感器已經(jīng)成了一個(gè)常規(guī)設(shè)備在過程控制中提高產(chǎn)品的質(zhì)量,應(yīng)用在檢測次品,確認(rèn)出現(xiàn)或者消失和其他一些領(lǐng)域。這種傳感器同樣可以提高生產(chǎn)力,它可以減少廢料,避免由于零件損壞造成的停工。未來在此項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)此類產(chǎn)品的發(fā)展仍將延續(xù)這種趨勢,這是一項(xiàng)挑戰(zhàn),但是已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)達(dá)成共識,那就是超聲波傳感器在所有的制造領(lǐng)域內(nèi),包括質(zhì)量控制,過程控制和檢測,俱有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br>