Датчики REAL3 от Infineon используют ToF-технологию для измерения времени пролета ИК-импульсов света и построения трехмерной картины окружающего пространства. Главной особенностью этих сенсоров становится чувствительная матрица, способная не только фиксировать ИК-излучение, но и измерять амплитуду принимаемых сигналов. Благодаря компактным размерам, сенсоры REAL3 могут использоваться не только в промышленных приложениях, но и в компактных коммерческих устройствах, таких как современные смартфоны.
В настоящее время развитие ультразвуковых сенсоров идет по нескольким направлениям: расширение радиуса действия, уменьшение потребления, снижение габаритов, сокращение стоимости. В данной статье рассказывается о новых бестрансформаторных датчиках 2-го поколения от Elmos Semiconductor с расширенным радиусом действия.
В данном руководстве рассматриваются следующие вопросы: несогласованная работа ультразвуковых датчиков; синхронная работа ультразвуковых датчиков; последовательный запуск и зацикленная работа ультразвуковых датчиков. А так же вопросы и ответы о перекрестных помехах, возникающих при использовании ультразвуковых датчиков.
Ультразвуковые датчики решают многие домашние проблемы, когда дело касается безопасности вашей семьи, защиты вашего банковского счета или защиты вашего дома от повреждений. В статье рассматриваются некоторые примеры их использования.
Ультразвуковые датчики MaxBotix пользуются большой популярностью среди разработчиков мобильных роботов. Это касается как больших крупносерийных, так и маленьких образовательных проектов. В отличие от многих других производителей, MaxBotix выполняет заводскую калибровку своих датчиков, чтобы минимизировать разброс их характеристик. Компания предлагает богатый выбор ультразвуковых сенсоров для самого широкого спектра приложений, а также выполняет разработку датчиков по требованиям заказчика, помогает при выборе оптимальных моделей и обеспечивает техническую поддержку при решении возникающих проблем.
MB1340 – высокопроизводительный ультразвуковой дальномер серии XL-MaxSonar®-AE4™, которая характеризуется высочайшей помехоустойчивостью и очень узкой диаграммой направленности. Изделия линейки предназначены для использования внутри помещений. Датчик MB1340 разработан и откалиброван для получения надежной информации о расстояниях до крупных объектов даже в условиях сильных акустических и электрических шумов.
Ультразвуковые сенсоры чаще всего используются в качестве датчиков приближения или присутствия. При этом требования к ним сильно зависят от конкретного приложения. Где-то ключевыми параметрами становятся метрологические характеристики, где-то важнее оказывается рейтинг защиты IP или возможность совместного использования нескольких сенсоров. Компания MaxBotix, являясь одним из лидеров производства ультразвуковых датчиков, предлагает свои решения для самых разных приложений.
Ультразвуковые датчики серии XL-MaxSonar-EZ (MB12x0) и I2XL-MaxSonar-EZ (MB12x2) предназначены для обнаружения объектов и людей в помещении. Они имеют высокую акустическую выходную мощность и автокалибровку в реальном масштабе времени в каждом цикле измерения для компенсации влияния температуры, влажности, напряжения питания и схему подавления акустических или электрических шумов.
В настоящее время все больше функций, связанных с продажей и консультациями, выполняют электронные терминалы. Специально для интерактивных терминалов MaxBotix предлагает серию ультразвуковых сенсоров приближения ProxSonar. Эти датчики позволяют задавать дистанцию срабатывания в пределах от 30 см до примерно 2 м, что полезно для точной установки алгоритмов поведения терминала.
Ультразвуковые датчики положения и перемещения служат сигнализаторами и преобразователями. От сигнализатора исходит дискретный сигнал о наличии либо отсутствии контролируемого вещества или объекта. От преобразователя подается аналоговый сигнал, указывающий расстояние до объекта.
Ультразвуковые датчики положения Pepperl+Fuchs |
 Ультразвуковые датчики положения Baumer |
 Ультразвуковые датчики положения Nivelco MicroSonar |
 Ультразвуковые датчики положения IFM |
Общее описание
Датчик положения необходим для контроля положения или наличия механизмов, в роли уровнемера уровня жидкостей и сыпучих веществ, а также счетчика объектов.
Датчик перемещения оснащен встроенным потенциометром, необходимым для подстройки диапазона срабатывания. Он способен обнаружить объекты исключительно в установленном диапазоне срабатывания, а те объекты, которые помещены за пределы установленной зоны, не будут подвержены воздействию ультразвука, поэтому не будут определенны датчиком. На этом базируется функция подавления заднего фона.
Области применения ультразвуковых датчиков положения и перемещения
Датчики положения и перемещения применяются в следующих сферах:
- Строительная и машиностроительная (на машинах сборки и тестирования, сварки, упаковки, заклепки);
- Для функционирования контрольно-измерительной аппаратуры;
- В автомобильной технике и транспортной промышленности, а также для оснащения подвижной техники в качестве элементов педалей, рулевого управления, клапанов, подкапотной системы, систем управления креслами, зеркалами);
- Медицинская техника;
- Робототехника;
- Спецтехника и сельское хозяйство;
- Металло- и деревообработка;
- Системы позиционирования и слежения в качестве приводов, панелей и антенн разного рода;
- Охранные системы;
- Системы пневматики и гидравлики;
- Оборудование для взвешивания.
Преимущества ультразвуковых датчиков положения и перемещения
Разные типы датчиков перемещения обладают положительными свойствами:
- Возможность использования в разных сферах;
- Точность срабатывания;
- Долговечность и надежность;
- Эксплуатация в любых условиях;
- Компенсация температуры воздуха, чтобы обеспечить точное срабатывание;
- Малое время срабатывания и большое расстояние;
- Стойкость к интерференции;
- Бесконтактные датчики перемещения легко монтировать и настраивать.
Недостатки
- Датчики сквозного луча требуется размещать ровно друг напротив друга, что удорожает стоимость установки;
- Датчики диффузного отражения срабатывают медленнее остальных.
Принцип работы ультразвуковых датчиков положения и приближения
Ультразвуковые датчики положения и перемещения работают на базе пьезоэффекта, при котором кварцевая или керамическая пластина меняет свои геометрические размеры, а на поверхности появляется электрическое поле, если на нее оказано механическое воздействие. Пластина колеблется с частотой прикладываемого электрического поля, что приводит к формированию волн такой же частоты. Они распространяются по воздуху и отражаются от предметов, возвращаясь к излучателю. При воздействии на пластину они вызывают появление электрического поля. Пластина сначала излучает волны, а потом принимает их. Можно регулировать диапазон срабатывания датчика за счет изменения мощности излучаемых волн.
Как и оптический, ультразвуковой датчик широко используется для автоматизации на производствах и в быту. Принцип его работы основан на определении расстояния до объекта с помощью акустического излучения.
Измерения отличаются стабильностью и высокой точностью. Диапазон их находится в пределах 2-400 см. На показания не оказывают влияния ни электромагнитные шумы, ни солнечная радиация.
В быту их используют для автоматического включения вентиляции и освещения. Данные ультразвуковые приборы реагируют на движение как внутри, так и за пределами помещения. При приближении человека, они срабатывают, включая свет, который гаснет при отсутствии движения. Это упрощает жизнь пользователей, позволяет экономить электроэнергию.
Как уже сказано, датчик ультразвуковой — это высокая точность, стабильность показаний, независимость от внешних воздействий, а также:
- низкая чувствительность к загрязнениям воздуха;
- независимость от окраски предметов, до которых определяется расстояние;
- широкий температурный диапазон эксплуатации;
- компактные размеры;
- отсутствие необходимости специального опыта для работы с ними;
- качественная сборка, поскольку отсутствуют подвижные детали.
Помимо перечисленных достоинств, подобные ультразвуковые датчики не требуют обслуживания.
Виды
Приборы ультразвуковые бывают внутренними и наружными.
Первые подразделяют на:
- настенные;
- угловые;
- потолочные.
Выбирая такие ультразвуковые устройства, важно понимать, что они отличаются типом установки и конструкцией. Для контроля за внешним освещением выбирают наружные модели, снабженные защитным кожухом, необходимым для предохранения от физического воздействия и погодных условий. Бытовые устройства ультразвуковые такой защиты не имеют.
Их также условно разделяют на:
- ультразвуковой датчик расстояния;
- движения;
- уровня.
Принцип работы
В ее основе лежат два метода – диффузный и оппозиционный:
- если измеряется промежуток времени, необходимый для преодоления звуком расстояния от прибора к объекту и обратно – это режим диффузный;
- когда проверяют, получил ли конкретный объект сигнал, отправленный прибором – режим называется оппозиционным.
Применение
Датчики ультразвуковые положения используют для:
- определения месторасположения и наличия различных механизмов;
- подсчета количества конкретных объектов.
Прибор выполнять может роль сигнализатора, информирующего о достижении жидкостями или сыпучими веществами допустимого уровня.
В этом случае требуется два отдельных прибора – приемник и передатчик установить напротив. В этом случае, активирование выхода выключателя произойдет тогда, когда УЗ пучок достигнет объекта.
К особенностям относятся:
- больший диапазон;
- мгновенное переключение;
- устойчивость к интерференции, позволяющая применять его в особо сложных случаях.
Из недостатков отметить можно достаточно высокие затраты на монтаж, поскольку установить необходимо два датчика.
Их используют на производствах и в быту для автоматического включения и выключения света. Но, вовсе не обязательно датчик покупать – его изготовить несложно своими руками, найдя в Интернет пошаговую инструкцию.
Если приемник с передатчиком помещен в один корпус, говорят о диффузном режиме. Основными преимуществами метода является небольшая стоимость монтажа, поскольку устанавливается единственное устройство.
Недостатки его следующие:
- большее время срабатывания по сравнению с устройствами, функционирующими в режиме оппозиционном.
Функционирование ультразвуковых датчиков движения и расстояния аналогично описанному выше. Отличие заключается только в выходящем сигнале, т.е. вместо дискретного, имеется аналоговый.
Эти приборы способны преобразовывать сигналы до конкретного предмета линейные, в электрический, соответствующие стандартам 1-10 Вольт или 4-20 мА.
Погрешность расчетов равна:
- 0,5 мм при дальности расположения исследуемого объекта до одного метра;
- 1 мм – более метра.
Подключение
Для домашнего безопасного применения важно подключить правильно автоматический выключатель, а также учесть нюансы, существующие для установки разновидностей оборудования, оценить показатели срабатывания автоматов в разных ситуациях, прежде, чем переходить к подключению к щитку.
Насколько электропроводка в доме и монтаж будут успешными, определит грамотно составленная схема ультразвукового датчика и строгое соблюдения установочных шагов. Для приборов с входом аналоговым и верхним значением границы показаний, необходимо указывать верхний предел.
Это реализовать помогают выведенные на корпус шлицы потенциометра.
Для приборов с аналоговым входом, запоминающих рабочий диапазон, важны фиксированные настройки обоих пределов, что объясняется энергозависимой их памятью и способом программирования.
Как настроить диапазон работ
Для этого, следует разместить объект перед датчиком на первой границе показания, нажать клавишу запоминания, затем, переместив его к другой границе, вновь воспользоваться вновь кнопкой.
Прибор с двумя цифровыми выходами
Имеющий два цифровых выхода прибор с порогом включения, тем, что для регулирования порогов важно, чтобы значение уровня жидкости или провис не были больше одного значения или меньше другого.
У данного регулятора провод подсоединяется к одному устройству. На панели, для настраивания порога срабатывания, предусмотрена клавиша, воспользовавшись которой настраивают оба выхода.
Оба датчика в непосредственной близости необходимо устанавливать, поскольку работают они попеременно. Это дает возможность реализовать вход синхронизации, что в свою очередь помогает создать четырехпороговый регулятор, измеряющий значения порогов срабатывания обеих пар.
Приборы уровня
Датчик уровня ультразвуковой — прибор многофункциональный. Он может измерять наполнение жидкостью резервуаров, служить расходомером.
Применение принципиальной схемы грамотной позволяет жидкость, находящуюся в емкостях, регулировать по двум значениям.
Один из датчиков служит для замера уровней регулировочных, другой – аварийных. Синхронизация приборов исключает не мешают работе друг друга.
С помощью современных датчиков уровня контролируют без прямого контакта количество жидкости в средах:
- агрессивных;
- загрязненных;
- коррозийных.
Это важно для таких областей, как:
- пищевая, фармацевтическая и химическая промышленность;
- водоочистка.
Основана работа уровнемера на распространении ультразвукового сигнала, посылаемого датчиком, ее приеме и расчете наполненности емкости.
Видео
Видео: Работа с ультразвуковым датчиком расстояния HC-SR04 в BASCOM-AVR
Стоимость
В зависимости от бренда производителя и функциональных возможностей, можно купить ультразвуковые датчики по цене от 2300 до 6000 рублей.
Выгодно ультразвуковые датчики купить предлагают интернет-магазины:
| Тип | Предложения | Стоимость в рублях |
|
http://iarduino.ru/shop/Sensory-Datchiki/ ultrazvukovogo-datchika-hc-sr04- rasstoyaniya-dvizheniya.html |
180 | |
|
https://electromicro.ru/market/ datchiki_i_sensory/31/ |
150 | |
|
https://www.terraelectronica.ru/ catalog/unitera/datchiki-rasstoyaniya-82 |
от 1420 | |
|
https://amperkot.ru/products/ ultrazvukovoy_dalnomer_hcsr04__datchik_ rasstoyaniya/23813227.html |
130 | |
|
HC-SR04 |
https://www.chipdip.ru/product/hc-sr04 | 340 |
Видео: Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой датчик расстояния точно так же, как и оптический, получил широкое использование в автоматизации на различных производствах. В отличие от дальномеров оптического типа, этот вид датчиков обладает меньшим диапазоном измерительных значений, а также значительно меньшую скорость измерений.
Существует несколько преимуществ: сравнительно высокая точность прибора, низкая чувствительность в загрязнению воздуха окружающей среды, к окраске поверхности объектов, а также имеет огромный диапазон температур, при которых его можно эксплуатировать.
Ультразвуковые датчики достаточно компактны, обладают качественной конструкцией, в них отсутствуют различные подвижные детали. Кроме того, оборудование практически не требует обслуживания.
Ультразвуковые датчики используются для вычисления временного промежутка, который может потребоваться звуку для движения от прибора к тому или иному объекту и назад к датчику (функционирование в диффузионном режиме), либо для проверки — был ли принят отправленный сигнал определенным отдельным приемником (для оппозиционного режима работы).
Датчик положения применяется с целью контроля наличия или местоположение разных механизмов, а также для того, чтобы осуществлять подсчет присутствующих объектов. Такой прибор может быть использован и в роли сигнализатора предельного уровня разного рода жидкости либо сыпучих веществ.
Принцип работы ультразвукового датчика положения поддерживает два режима:
- оппозиционный;
- диффузионный.
При оппозиционном режиме
функционирования передатчик с приемником представляют собой отдельные устройства, которые устанавливают один напротив другого.
При этом выход выключателя будет активизирован в том случае, если ультразвуковой пучок сталкивается с препятствием (объектом).
Выделяют несколько особенностей:
- Большой диапазон, ведь ультразвуковой пучок преодолевает сигнальное расстояние всего лишь один раз;
- Достаточно быстрое переключение;
- Не очень воспринимает интерференцию, что позволяет использовать его в довольно трудных условиях;
- Сравнительно высокая стоимость монтажных работ, потому что необходимо установить два датчика — передатчик и приемник.
Для автономного включения-выключения освещения совсем не обязательно покупать специальный прибор. Можно сделать , руководствуясь пошаговой инструкцией.
Перед датчик необходимо отрегулировать его и не допускать загрязнений поверхности, поскольку это может негативно влиять на работоспособность детектора.
Диффузионным режимом
работы называют функционирование датчиков в том случае, когда излучатель с приемником размещены в одном корпусе.
Благодаря этому минимизируют стоимость монтажной работы, ведь нужно закрепить и настроить всего лишь одно устройство.
Однако он характеризуется большим временем срабатывания, чем период, свойственный для , которые действуют в оппозиционном режиме.
Особенности датчиков расстояния и перемещения
Принцип работы ультразвуковых датчиков расстояния и перемещение практически ничем не отличается от выше рассмотренного прибора. Небольшая разница заключается лишь в том, что на выходе присутствует аналоговый сигнал, а не дискретный.
Датчики такого типа используются с целью преобразования линейных показателей расстояния до обнаруженного объекта в электрические сигналы, которые соответствуют стандарту 4-20 мА либо 0-10 Вольт. Точность измерения является не менее 0,5 мм при расстоянии меньше одного метра, а также примерно 1 мм, если расстояние составляет более одного метра.
Для обеспечения безопасности использования домашней электросетью надо знать, . При этом надо учитывать нюансы при установке разных видов этого защитного оборудования.
Но перед монтажом автомата в электрощиток необходимо оценить в различных ситуациях. Успех монтажа и замены зависит от правильно составленных типовых схем и строгого следования этапам работ по установке.
Датчики с аналоговым выходом и настройкой верхней границы измерений требуют указания верхнего предела измерения расстояния. Это выполняется благодаря шлиц потенциометру, который выведен на корпусе прибора.
Ультразвуковые датчики расстояния и перемещения, имеющие аналоговый выход и свойство запоминания диапазона работ, предусматривает такую особенность, как фиксирование настроек нижнего и верхнего пределов измерений.Это объясняется наличием некоторой энергозависимой памяти и применением метода программирования оборудования. Для того, чтобы настроить диапазон функционирования, перед датчиком необходимо поместить объект возле первой границы измерения, затем следует нажать кнопку для запоминания и переместить предмет на другую границу, после чего опять нажать на эту кнопку.
Как действует датчик с двумя цифровыми выходами?
Ультразвуковой датчик с двумя цифровыми выходами, а также памятью порогов включения, имеет целый ряд особенностей. Так, для порогового регулирования необходимо, чтобы величина провиса либо уровень жидкости не должны превышать одну величину или же быть значительно меньше другой. Привод данного регулятора можно присоединять к корпусу только одного прибора. Настройка порогов срабатывания двух выходов происходит с помощью кнопки, которая находится на панели датчика.
Возможность устанавливать два датчика близко друг к другу объясняется организацией их попеременного действия, что позволяет такая особенность, как вход синхронизации. Благодаря этому можно создавать регулятор с четырьмя порогами, проводящий независимые измерения по обеих парах порогов срабатывания.
Использование схемы ультразвукового датчика направлено на систему регулирования жидкостей, присутствующих в резервуарах, по двум уровням.Первый датчик осуществляет измерения регулировочных уровней, а второй – на аварийных уровнях. Благодаря синхронизации действий приборы функционируют, не препятствуя друг другу.
Видео с простым примером работы ультразвукового датчика расстояния
Описание ультразвуковых датчиков Microsonic
Ультразвуковые датчики излучают короткие высокочастотные звуковые импульсы определенного интервала. Они распространяются в воздухе со скоростью звука. При встрече с объектом, звуковая волна отражается от него обратно в качестве эха. Датчик воспринимает этот сигнал и рассчитывает расстояние до объекта, основываясь на временном промежутке между измерением сигнала и получением эха сигнала.
Ультразвуковые датчики идеально подавляют фоновые шумы, так как расстояние до объекта определяется с помощью измерения времени полета звуковой волны, а не её интенсивности. Практически все материалы, отражающие звук, могут использоваться в качестве объектов обнаружения, независимо от их цвета. Даже прозрачные материалы и тонкие пленки не представляют проблемы для ультразвуковых датчиков. Ультразвуковые датчики Microsonic могут определять цели на расстоянии от 30 мм до 8 м, при этом производя измерения с очень высокой точностью. Некоторые модели датчиков способны выполнять измерения с точностью до 0,18 мм. Ультразвуковые датчики могут видеть через запыленный воздух, туман или частицы тонера. Даже небольшой налет на мембране сенсора не влияет на его работу. Слепая зона датчика составляет всего 20 мм, а плотность излучаемого потока очень мала, что делает возможным использование датчиков в совершенно новых применениях. Датчики измеряют уровень заполнения небольших бутылок на конвейере, и даже могут определить наличие тонких нитей.
Общее описание ультразвуковых датчиков с аналоговым и дискретным выходом.
Ультразвуковой датчик представляет собой устройство, состоящее из ультразвукового излучателя, электронной части и на противоположной стороне - выходной разъем или кабель. Датчик формирует аналоговый сигнал, пропорциональный расстоянию до объекта или дискретный сигнал, который изменяется при достижении объектом заранее установленного расстояния.
На электронной части находится пьезоэлемент, который излучает ультразвук в режиме генерации и преобразует принятые колебания в электрический ток в режиме приема. Внутри датчика расположены схемы управления и преобразователи. Электронная схема измеряет время прохождения УЗ в среде и преобразует его в аналоговый или цифровой выходной сигнал.
Различают следующие типы датчиков:
- устройства, работающие на принципе отражения сигнала от объекта;
- устройства, обнаруживающие объект, находящиеся между приемником и передатчиком.
Точность измерения зависит от следующих факторов:
- температура окружающей среды (в связи с этим введена температурная компенсация);
- влажность воздуха, в котором распространяется ультразвук;
- давление среды.
Так как основную информацию о расстоянии до объекта дает отраженный сигнал, характеристика поверхности наряду с углом падения звуковой волны значительно влияет на работу УЗ-датчиков. Лучше всего датчики работают с хорошо отражающими поверхностями: стеклом, жидкостями, гладким металлом, деревом, пластиком. Для устойчивой работы датчика рекомендуется, чтобы поверхности с грубым рельефом располагались в положении, близком к перпендикулярному направлению луча.
Для гладких поверхностей, допустимо отклонение от перпендикулярного направления УЗ луча не более, чем на 3 градуса.
В месте установки датчиков следует избегать завихрений воздушных потоков, а также учитывать факт взаимного влияния датчиков при их близком расположении друг к другу. Здесь можно опираться на данные таблицы, приведенной в разделе «Правила установки».
Примеры использования
 |
Ультразвуковые датчики определяют расстояние до поверхности практически любой жидкости. |
 |
Ультразвуковые датчики отлично подходят для работы с прозрачными объектами. |
|
 |
Ультразвуковые датчики могут применяться для измерения уровня краски. |
 |
Датчики определяют практически все ткани. |
|
 |
Белое на белом, черное на черном?
Ультразвуковые датчики определяют объекты независимо от фона, на котором они находятся. |
 |
Опилки, щебёнка или мелкий песок
В измерении уровня таких материалов ультразвуковые датчики не имеют конкурентов. |
Режимы работы ультразвуковых датчиков Microsonic
|
Режим датчика наличия объекта
|
Режим «окна»
|
|
 |
 |
|
|
|
|
 |
 |
|
|
|
|
 |
 |
|
УЗ датчик с цифровым выходом (IO-Link)
|
|
|
 |
 |
|
|
||
 |
Области применения
|
Благодаря компактным размерам датчики pico с резьбой M18 идеальны для позиционирования механической руки промышленных роботов. |
Контроллер wms-4/4I с четырьмя аналоговыми выходами |
|||
|
Ультразвуковые датчики определяют с высокой точностью высоту укладки досок, стекол, листов бумаги, пластиковых панелей. |
При сканировании стекол или других гладких, плоских поверхностей, необходимо, чтобы ультразвуковой датчик был расположен перпендикулярно поверхности. |
|||
| Контроль этикетки | ||||
|
Датчики серии hps+ способны выполнять измерения уровня в среде под давлением до 6 бар, благодаря устойчивой к давлению головки датчика. Благодаря резьбе на корпусе датчика, он подходит для стандартных применений. |
Контроль края
УЗ датчики края серии bks выполнены в виде вилки и работают по принципу одностороннего барьера. Датчики применяются для контроля края и имеют аналоговый выходной сигнал 0…10 В или 4…20 мА пропорциональный ориентации края. |
|||
| Определение стыка
Датчик серии esp-4 служит для определения стыков и этикеток. Он доступен в двух исполненниях корпуса M18 и M12 с внешним приёмником. |
Контроль контуров
С помощью нескольких синхронизированных между собой датчиков можно определять контуры объектов на конвейерной ленте. Датчики серии mic+ и pico+ имеют встроенную функцию синхронизации и подходят для этой задачи. |
|||
|
Если определяемый объект поглощает ультразвуковые волны или отклоняет их из-за своей формы или положения в лотке, то предпочтительнее использовать датчик в режиме двухстороннего или отражающего барьера. В этой ситуации дополнительный отражатель помещается за объектом. Ультразвуковой датчик с дискретным выходом, работающий в режиме окна, выдаёт сигнал, как только объект закрывает отражатель. |
Серия датчиков trans-o-prox представляет бесконтактную защиту автоматизированных управляемых транспортных средств (AGVs) по направлению движения. Со стороны движения промышленного транспорта можно установить до четырех ультразвуковых датчиков. С помощью настройки диапазонов сигнализации и торможения, транспорт можно мягко останавливать перед препятствием без специального контактного механизма торможения на бампере. |
|||
|
Для этих целей используются датчики с дискретным выходом, например, серии mic+ , диапазон зависит от размера коробки или контейнера. Датчики mic+25/D/TC , mic+35/D/TC и mic+130/D/TC подходят для определения объектов в маленьких коробках. Датчики mic+340/D/TC или mic+600/D/TC предназначены для работы с более крупными контейнерами. В случае использования нескольких датчиков для сканирования коробки рекомендуется использовать дополнительно wms-контроллер. |
Ультразвуковые датчики способны определять два или более листа, прилипших друг к другу. Датчики серии dbk-4 идеально подходят для применения в областях, где используется бумага, например, в печатных машинах, принтерах, фотокопировальных устройствах или листоподборочных машинах. Для более плотных материалов, таких как пластмассовые листы или грубый гофрированный картон, используйте серию dbk-5. |
Основные параметры
Различные режимы работы и конфигурации устройства позволяют использовать ультразвуковые датчики в различных автоматизированных применениях.Слепая зона . Определяет минимальное расстояние обнаружения. В слепой зоне нельзя располагать объекты или отражатели, так как это приведет к неправильным измерениям.
Диапазон обнаружения . Представляет собой максимальное расстояние обнаружения в условиях идеального отражения.
Это типичная рабочая область датчика. Датчик может также работать на дистанциях вплоть до максимального диапазона в случае хорошего отражения.
Правила установки и работы с датчиками
Ультразвуковые датчики могут работать в любом положении. Однако, следует избегать положений, при которых происходит сильное загрязнение поверхности сенсора. Капли воды и различные осадки на поверхности датчика могут влиять на работу, но небольшой слой пыли или краски не оказывают влияния на работу. Для сканирования объектов с плоской и гладкой поверхностью следует устанавливать датчики под углом 90 ±3°. С другой стороны, неровные поверхности могут охватываться под большими углами. В понятии ультразвуковых датчиков, поверхность считается грубой, когда глубина её шероховатостей больше либо равна длине ультразвуковой волны. Звук затем отражается в рассеянной форме, что приводит к сокращению рабочего диапазона. В случае с грубыми поверхностями максимально допустимое отклонение угла и максимально возможный диапазон определения должен определяться опытным путем. Звукопоглощающие материалы, такие как вата или мягкие пенки также уменьшают рабочий диапазон. С другой стороны, жидкие твердые материалы являются очень хорошими отражателями звука.
Монтажное положение и синхронизация . Два или более установленных рядом датчика могут оказывать влияние друг на друга. Во избежание этого датчики необходимо устанавливать на достаточно большом расстоянии или синхронизировать их между собой. В следующей таблице представлены минимальные монтажные расстояния между не синхронизированными датчиками.
Монтажные расстояния должны рассматриваться, как стандартные значения. При расположении объектов под углом звук может отражаться на соседний датчик. В этом случае минимальные монтажные расстояния следует определять опытным путем.
Некоторые датчики могут синхронизироваться друг с другом, что позволяет использовать меньшие монтажные расстояния, чем указанные в таблице. Если ультразвуковые датчики установлены на расстоянии меньшем, чем указаны в таблице, их следует синхронизировать друг с другом, что позволит им выполнять измерения в одно и то же время.
Большинство датчиков microsonic имеют встроенную синхронизацию, которая активируется подключением контакта Pin 5 на коннекторе. Другим датчикам требуется внешний сигнал синхронизации.
Перенаправление звука . Звуковую волну можно перенаправить без существенных потерь с помощью звукоотражающей, гладкой поверхности. С помощью дополнительного оборудования можно отклонить звук на 90°. Это можно использовать в особых применениях.
Точность . Абсолютная точность – это несоответствие реального расстояния между датчиком и объектом и измеренным датчиком расстоянием. Точность зависит от отражающих свойств объекта и физических явлений, воздействующих на скорость звука в воздухе. Объекты с низкими отражающими свойствами или с неровностями поверхности, превышающими длину ультразвуковой волны, имеют негативное влияние на точность. Это невозможно определить точно, но как правило, принимается погрешность нескольких длин волны используемой сверхзвуковой частоты.
Температура воздуха . Самое большое влияние на скорость звука и на точность оказывает температура воздуха (0,17%/K), поэтому большинство ультразвуковых датчиков microsonic имеют температурную компенсацию. Еще лучше осуществить сравнительное измерение по конкретному расстоянию, чтобы определить влияние температуры. Например, датчики серии pico специально разработаны для таких сравнительных измерений. Точность датчиков с термокомпенсацией доходит до ±1%.
Атмосферное давление . Скорость звука по широкому диапазону не зависит от давления воздуха. Компания microsonic разработала специальные датчики для измерения расстояния в условиях избыточного давления до 6 бар.
Относительная влажность . В отличие от температуры относительная влажность воздуха практически не оказывает влияния на точность измерений.
Стабильность позиционирования R . Стабильность позиционирования, или воспроизводимость, описывает отклонение измеренного расстояния при одинаковых условиях за конкретный период. Стабильность позиционирования датчиков microsonic составляет менее ±0,15%.
Метод определения зоны обнаружения ультразвуковых датчиков Microsonic
Наиболее важным критерием при выборе ультразвукового датчика является его дальность обнаружения и связанная трехмерная зона обнаружения . При ультразвуковом измерении, различные стандартные отражатели вводят извне в зону обнаружения датчика на расстоянии, на котором эти отражатели начинают определяться датчиком. Объекты могут быть введены в зону обнаружения с любого направления.
Красные области определяют размеры тонкого круглого стержня (10 или 27 мм., в зависимости от типа датчика), характеризующий рабочий диапазон датчика.
Для определения голубых областей: пластина (500×500 мм) устанавливается на пути распространения луча ультразвука. При этом применяется оптимальный угол между пластиной и датчиком. Таким образом, это указывает на максимальную зону обнаружения датчика. За пределами синей области, объект уже невозможно обнаружить.
Отражатель с отражающими свойствами хуже, чем у круглого стержня, может определяться в зоне меньше, чем красная область. В свою очередь, отражатель с лучшими свойствами будет определяться в области между красной и голубой областями. Слепая зона датчика определяет его наименьший допустимый диапазон обнаружения. Объекты или отражатели нельзя располагать в слепой зоне, поскольку это приведет к неверным измерениям.
Рабочие диапазоны приведены на диаграмме. В этих диапазонах, датчик будет гарантированно определять наличие обычных отражателей. Также, на диаграмме приведены области обнаружения датчиком отражателей с хорошими отражающими свойствами. Максимальная дальность обнаружения всегда больше, чем рабочий диапазон. Диаграммы составлены для 20 °C, относительной влажности 50% и атмосферном давлении. Конкретные зоны обнаружения зависят от типа датчика, и их можно посмотреть, пройдя в раздел соответствующего датчика, во вкладку "Зоны обнаружения".
Эти символы в технических параметрах определяют
рабочий диапазон ультразвуковых датчиков Microsonic
Затухания звука в воздухе зависят от температуры и давления воздуха, а также его относительной влажности. Физические параметры связаны и оказывают различный эффект на разных частотах ультразвука. Для простоты можно сказать, что затухание в воздухе увеличивается с повышением температуры и повышением влажности. Это уменьшает рабочий диапазон датчика.
При более низкой относительной влажности и пониженной температуре, затухание в воздухе уменьшается и рабочая зона соответственно увеличивается.
Уменьшение рабочего диапазона в основном компенсируется за счет настроек датчика. И при температуре ниже 0 °C, некоторые датчики могут работать на расстояниях, вдвое превышающим приведенные здесь.
При повышении давления, затухание в воздухе значительно уменьшается. Этот аспект должен учитываться при применении датчика в среде с повышенным давлением. Распространение звука невозможно в вакууме.
Загрузка...