Ультразвуковые датчики положения

Полезная информация

Ультразвуковой датчик – это устройство, которое конвертирует электрическую энергию в звуковые волны высокой частоты от 20 кГц до 200 МГц и обратно. Эти звуковые волны находятся в диапазоне, который не слышен для человеческого уха. Этот звук из излучателя отражается от объекта или экранируется им. Отраженный сигнал приходит на пьезоэлемент, который преобразует звуковую волну в электрический сигнал. Отраженный звуковой сигнал называется эхом. Зная скорость звука в воздухе, которая равна 343 м/с в сухом воздухе при 20°C, и время за которое сигнал прошел от излучателя до приемника, мы можем найти расстояние датчика до объекта. Если датчик работает на отражение, то расстояние делится на два, потому что звук проходит путь дважды. Ультразвуковые датчики нашли широкое применение не только для измерения расстояния, счета предметов, разного рода обнаружения объектов, но и при измерении скорости потока.

Основа устройства была заложена еще в книге 1877 года, которая описывала принцип распространения звука. Современные модели – это сложные электронные устройства, которые имеют разнообразные выходные сигналы (дискретные, аналоговые по току 4-20 мА и напряжению, IO-Link и другие современные сетевые интерфейсы) и разнообразное физическое исполнение (диффузное, рефлекторное, на пересеченнии луча), что позволяет отвечать этим датчикам на современные вызовы в области автоматизации. И конечно последнее по счету, но не по содержанию, это преимущество ультразвуковых датчиков перед другими видами, это их устойчивость к загрязнению.

При выборе ультразвуковых датчиков пользуются следующими критериями:

1. Принцип действия – это диффузный, рефлекторный, на пересечения луча или датчик этикеток
2. Расстояние срабатывания, которое может обычно быть от 20 мм до 10000 мм
3. Тип выходного сигнала аналоговые (по току или по напряжению ), дискретный (реле, PNP, NPN, Push-Pull), IO-Link или частотный выход . Pеле, PNP, NPN, Push-Pull могут быть в свою очередь NO или NC
4. Датчики могут питаться как от постоянного, так и от переменного напряжения, которое может изменяться от 12 до 250 В
5. Также существует специальное исполнение датчиков: для пищевого и фармацевтического использования, для повышенного давления, для обнаружения двойного листа и прочих специальных задач
6. Также при выборе ультразвуковых датчиков надо обращать внимание на температуру эксплуатации и на частоту переключения.