超音波センサー

超音波、人は16 kHzを超える周波数の音を知覚しませんが、空気中の伝播速度は既知であり、344 m / sです。音の速度と伝播時間に関するデータがあれば、超音波が伝わった正確な距離を計算することができます。この原理は超音波センサーの動作の基礎です。

超音波センサーはさまざまな生産分野で広く使用されており、ある意味で技術プロセスの自動化における多くの問題を解決するための普遍的なツールです。このようなセンサーは、さまざまな物体の距離と位置を決定するために使用されます。

液体のレベルの測定 (輸送時の燃料消費量など)、透明ラベルを含むラベルの検出、物体の動きの監視、距離の測定などは、超音波センサーの可能な用途のほんの一部です。

一般に、生産には多くの汚染源があり、多くの機構にとって問題となる可能性がありますが、超音波センサーはその動作の特殊性により、必要に応じてセンサーのハウジングが保護されているため、汚染の心配はまったくありません。起こり得る機械的影響から確実に保護できます。

超音波センサーの設計には、エミッターとレシーバーの両方である圧電トランスデューサーが含まれています。圧電トランスデューサーは一連の音声パルスを発し、エコーを受信して​​信号を電圧に変換し、コントローラーに供給します。テクノロジーでの使用について詳しくは、こちらをご覧ください。 圧電効果.

超音波周波数の範囲は、トランスデューサのタイプに応じて 65 kHz ～ 400 kHz で、パルス繰り返し率は 14 Hz ～ 140 Hz です。コントローラーはデータを処理し、物体までの距離を計算します。

超音波センサーの有効範囲が動作検出範囲です。検出範囲 これは、物体が感知素子に軸方向に近づくか、サウンドコーンを通って移動するかに関係なく、超音波トランスデューサーが物体を検出できる距離です。

超音波センサーの動作には、対向モード、拡散モード、反射モードの 3 つの主なモードがあります。

逆モードの場合は、送信機と受信機という 2 つの別個のデバイスが互いに向かい合って取り付けられることを特徴とします。超音波ビームが物体によって遮られると、出力がアクティブになります。このモードは、干渉に対する耐性が重要な過酷な環境に適しています。超音波ビームは信号距離を 1 回だけ移動します。このソリューションは、送信機と受信機という 2 つのデバイスの設置が必要なため、高価です。

同じハウジング内の送信機と受信機によって提供される拡散モード。このような設置のコストははるかに低くなりますが、応答時間は反対のモードよりも長くなります。

ここでの検出範囲は、ビームが検出される物体自体の表面から反射される必要があるため、物体への入射角と物体の表面の特性によって異なります。

反射モードの場合、送信機と受信機も同じ筐体内にありますが、超音波ビームは反射板で反射され、超音波ビームの移動距離の変化の測定と吸収の推定の両方によって、検出範囲内の物体が検出されます。または反射信号における反射の損失。このセンサー モードでは、吸音性の物体や角張った表面を持つ物体も簡単に検出できます。重要な条件は、基準反射体の位置が変わらないことです。

業界でインフラサウンドを使用するためのもう 1 つのオプションは次のとおりです。 超音波溶接.