超聲傳感器的使用原理

超聲傳感器內(nèi)有一個(gè)頻率變換器，當(dāng)變換器元件振動(dòng)時(shí)，這個(gè)頻率變換器就會(huì)向一個(gè)方向發(fā)出聽不見的高頻聲波。如果聲波碰到物體并反射回來，變換器即可接到回波信號(hào)。傳感器根據(jù)從發(fā)出超聲波脈沖到返回回波信號(hào)之間的時(shí)間來確定與物體之間的距離。

例如，裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部的超聲傳感器向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí)，回波返回的時(shí)間長(zhǎng)度即可表示該集裝箱是否已滿、空或半滿。

有些超聲傳感器分別采用一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器變換器。這種雙向模式超聲傳感器適用于需要進(jìn)行制品邊緣檢測(cè)或希望有更快的響應(yīng)時(shí)間，或在潮濕環(huán)境下使用的情況。

在檢測(cè)透明物體、液體、任何表面(粗糙、光滑、光亮)的密致材料和不規(guī)則物體時(shí)，超聲傳感器應(yīng)該是首選。但超聲傳感器不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐，也不能用于探測(cè)泡沫物體。

超聲傳感器在食品加工廠用于實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)

超聲傳感技術(shù)的創(chuàng)新

如今，超聲傳感器引入了幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，使其能夠用于傳統(tǒng)設(shè)備無法工作的領(lǐng)域：

采用防護(hù)等級(jí)為 IP67 和 IP69K 的護(hù)蓋，可在潮濕環(huán)境(如洗瓶機(jī))下進(jìn)行探測(cè)。

·內(nèi)置溫度補(bǔ)償電路可補(bǔ)償正常的塑料成型工廠倒班操作時(shí)可能遇到的劇烈溫度變化。

傳感器表面的特制覆膜可防止有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。

先進(jìn)的濾波電路使超聲傳感器可不受工廠環(huán)境噪音的影響。

新型變換器設(shè)計(jì)使其防損性能大大增強(qiáng)，并可在不潔環(huán)境中使用。

超聲傳感器在包裝線上通過監(jiān)控兩個(gè)滾軸之間的張力來控制材料的傳輸速度

新用途

隨著新技術(shù)的不斷推出，原來一些不能使用超聲傳感器的領(lǐng)域，已開始更多地使用超聲傳感器。超聲傳感器可用于探測(cè)液位、探測(cè)透明物體和材料，控制張力以及測(cè)量距離。其應(yīng)用行業(yè)包括包裝、制瓶、物料搬運(yùn)、塑料加工以及汽車行業(yè)等。

超聲傳感器現(xiàn)已常規(guī)用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)缺陷、確定有無以及其它方面。這些傳感器還能減少由損壞部件產(chǎn)生的廢品，以及由此引起的停工時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。目前，如何讓各行各業(yè)認(rèn)識(shí)到超聲傳感器在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力是我們面臨的重大挑戰(zhàn)，包括在質(zhì)量控制、流程控制和檢驗(yàn)等方面。

范圍和大小

要探測(cè)的物體大小直接影響超聲傳感器的檢測(cè)范圍。傳感器必須探測(cè)到一定聲級(jí)的聲音才可以進(jìn)行輸出。大部件能將大部分聲音反射給超聲傳感器，這樣傳感器即可在其最遠(yuǎn)傳感距離檢測(cè)到此部件。小部件僅能反射較少的一部分聲音，從而導(dǎo)致傳感范圍大大縮小。

要探測(cè)的物體

使用超聲探測(cè)的理想物體應(yīng)體積大、平整且密度高，并與變換器正面垂直。最難探測(cè)的物體是體積小且由吸音材料(如泡沫橡膠)制成的物體，或者與變換器呈一定角度的物體。

如果液面靜止且與傳感器表面垂直，探測(cè)液體就很容易。如果液面波動(dòng)大，可延長(zhǎng)傳感器的響應(yīng)時(shí)間，從而取波動(dòng)變化的平均值以獲得更一致的讀數(shù)。但是，超聲傳感器還不能精確探測(cè)表面為泡沫狀的液體，因?yàn)榕菽瓡?huì)使聲音的傳播方向發(fā)生偏離。

可以使用超聲傳感器的反向超聲模式，探測(cè)形狀不規(guī)則的物體。在反向超聲模式下，超聲傳感器會(huì)探測(cè)一個(gè)平整背景，如墻壁。任何穿過傳感器和墻壁之間的物體都會(huì)阻斷聲波。傳感器即可通過探測(cè)該干擾來識(shí)別物體的存在。

振動(dòng)

無論是傳感器本身的振動(dòng)還是附近機(jī)器的振動(dòng)，都可能會(huì)影響測(cè)量距離時(shí)的精確度?？稍诎惭b傳感器時(shí)用橡膠防振裝置來減少這類問題。有時(shí)也可使用導(dǎo)軌來消除或降低部件振動(dòng)。

衰減

傳感器還設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償功能，以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的緩慢改變。但是，它不能調(diào)節(jié)溫度梯度或環(huán)境溫度的快速變化。

誤測(cè)結(jié)果

附近的物體(如導(dǎo)軌或固定桿)可能會(huì)反射聲波。要準(zhǔn)確探測(cè)目標(biāo)物體，必須降低或消除附近聲音反射表面的影響。為了避免誤測(cè)附近物體，許多超聲傳感器都裝有LED指示燈，用于在安裝時(shí)指示操作人員，以確保正確安裝傳感器并降低誤測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。