Ultrazvučni senzori
Ultrazvuk, osoba ne percipira zvuk frekvencije iznad 16 kHz, međutim, brzina njegovog širenja u zraku je poznata i iznosi 344 m / s. S podacima o brzini zvuka i vremenu njegovog širenja moguće je izračunati točnu udaljenost koju je ultrazvučni val prešao. Ovaj princip je osnova rada ultrazvučnih senzora.
Ultrazvučni senzori imaju široku primjenu u različitim proizvodnim područjima i na neki su način univerzalni alat za rješavanje mnogih problema u automatizaciji tehnoloških procesa. Takvi se senzori koriste za određivanje udaljenosti i položaja različitih objekata.
Određivanje razine tekućine (na primjer, potrošnja goriva u transportu), otkrivanje naljepnica, uključujući prozirne, praćenje kretanja predmeta, mjerenje udaljenosti — samo su neke od mogućih primjena ultrazvučnih senzora.
U pravilu postoji mnogo izvora kontaminacije u proizvodnji, što može postati problem za mnoge mehanizme, ali ultrazvučni senzor, zbog osobitosti svog rada, apsolutno se ne boji kontaminacije, budući da kućište senzora, ako je potrebno, može se pouzdano zaštititi od mogućih mehaničkih utjecaja.
Ultrazvučni senzor sadrži u svom dizajnu piezoelektrični pretvarač, koji je i emiter i prijemnik. Piezoelektrični pretvarač emitira niz zvučnih impulsa, zatim prima eho i pretvara signal u napon koji se dovodi u upravljač. Više o korištenju u tehnologiji pročitajte ovdje. piezoelektrični učinak.
Frekvencija ultrazvuka kreće se od 65 kHz do 400 kHz, ovisno o vrsti sonde, a brzina ponavljanja pulsa je između 14 Hz i 140 Hz. Kontroler obrađuje podatke i izračunava udaljenost do objekta.
Aktivni raspon ultrazvučnog senzora je radni raspon detekcije. Raspon detekcije Ovo je udaljenost unutar koje ultrazvučni pretvarač može detektirati objekt, bez obzira na to približava li se objekt osjetnom elementu u aksijalnom smjeru ili se kreće kroz zvučni konus.
Postoje tri glavna načina rada ultrazvučnih senzora: suprotni način, difuzijski način i refleksni način.
Za suprotni način karakteriziraju dva odvojena uređaja, odašiljač i prijemnik, koji su postavljeni jedan nasuprot drugog. Ako ultrazvučnu zraku prekine predmet, aktivira se izlaz. Ovaj način rada prikladan je za teške uvjete u kojima je važna otpornost na smetnje. Ultrazvučni snop prijeđe udaljenost signala samo jednom.Ovo rješenje je skupo jer zahtijeva ugradnju dva uređaja — odašiljača i prijemnika.
Način difuzije koji osiguravaju odašiljač i prijamnik u istom kućištu. Trošak takve instalacije je mnogo niži, ali vrijeme odziva je duže nego u suprotnom načinu rada.
Domet detekcije ovdje ovisi o upadnom kutu na objekt i o svojstvima površine objekta, budući da se zraka mora reflektirati od površine samog detektiranog objekta.
Za refleksni način rada, odašiljač i prijemnik su također u istom kućištu, ali ultrazvučnu zraku sada reflektira reflektor. Objekti unutar dometa detekcije detektiraju se i mjerenjem promjena u udaljenosti koju je priješla ultrazvučna zraka i procjenom apsorpcije ili gubitak refleksije u reflektiranom signalu. Objekti koji apsorbiraju zvuk, kao i objekti s kutnim površinama, lako se detektiraju ovim načinom senzora. Važan uvjet je da se položaj referentnog reflektora ne mijenja.
Druga mogućnost korištenja infrazvuka u industriji je ultrazvučno zavarivanje.