Ultraäänianturit
Ultraääni, ihminen ei havaitse ääntä, jonka taajuus on yli 16 kHz, mutta sen etenemisnopeus ilmassa tunnetaan ja on 344 m / s. Äänen nopeutta ja etenemisaikaa koskevien tietojen avulla voidaan laskea tarkka etäisyys, jonka ultraääniaalto on kulkenut. Tämä periaate on ultraääniantureiden toiminnan perusta.
Ultraäänianturit ovat laajalti käytössä eri tuotantoalueilla, ja ne ovat tavallaan universaali työkalu monien teknisten prosessien automatisoinnin ongelmien ratkaisemiseen. Tällaisia antureita käytetään eri esineiden etäisyyden ja sijainnin määrittämiseen.
Nesteen tason määrittäminen (esim. polttoaineenkulutus kuljetuksessa), tarrojen, myös läpinäkyvien, havaitseminen, esineen liikkeen seuranta, etäisyyden mittaaminen – nämä ovat vain joitain ultraääniantureiden mahdollisista sovelluksista.
Pääsääntöisesti tuotannossa on monia kontaminaatiolähteitä, joista voi tulla ongelma monille mekanismeille, mutta ultraäänianturi toimintansa erityispiirteiden vuoksi ei todellakaan pelkää saastumista, koska anturin kotelo tarvittaessa, voidaan luotettavasti suojata mahdollisilta mekaanisilta vaikutuksilta.
Ultraäänianturi sisältää rakenteeltaan pietsosähköisen muuntimen, joka on sekä lähetin että vastaanotin. Pietsosähköinen muunnin lähettää sarjan äänipulsseja, vastaanottaa sitten kaiun ja muuntaa signaalin jännitteeksi, joka syötetään ohjaimeen. Lue lisää tekniikan käytöstä täältä. pietsosähköinen vaikutus.
Ultraäänitaajuus vaihtelee 65 kHz - 400 kHz, riippuen muuntimen tyypistä, ja pulssin toistotaajuus on 14 Hz - 140 Hz. Ohjain käsittelee tiedot ja laskee etäisyyden kohteeseen.
Ultraäänianturin aktiivinen alue on toimiva tunnistusalue. Tunnistusalue Tämä on etäisyys, jonka sisällä ultraäänianturi voi havaita kohteen riippumatta siitä, lähestyykö kohde anturielementtiä aksiaalisessa suunnassa vai liikkuuko se äänikartion läpi.
Ultraääniantureilla on kolme päätoimintatapaa: vastakkainen tila, diffuusiotila ja refleksitila.
Vastakkaiselle moodille on tunnusomaista kaksi erillistä laitetta, lähetin ja vastaanotin, jotka on asennettu vastakkain. Jos jokin esine katkaisee ultraäänisäteen, lähtö aktivoituu. Tämä tila sopii ankariin ympäristöihin, joissa häiriönkestävyys on tärkeää. Ultraäänisäde kulkee signaalin matkan vain kerran.Tämä ratkaisu on kallis, koska se vaatii kahden laitteen - lähettimen ja vastaanottimen - asennuksen.
Lähetin ja vastaanotin tarjoavat diffuusiotilan samassa kotelossa. Tällaisen asennuksen hinta on paljon alhaisempi, mutta vasteaika on pidempi kuin päinvastaisessa tilassa.
Havaintoalue riippuu tässä kohteen tulokulmasta ja kohteen pinnan ominaisuuksista, koska säteen tulee heijastua itse havaitun kohteen pinnalta.
Refleksitilassa lähetin ja vastaanotin ovat myös samassa kotelossa, mutta ultraäänisäde heijastuu nyt heijastimesta.Havaintoalueella olevat kohteet havaitaan sekä mittaamalla muutoksia ultraäänisäteen kulkemassa matkassa että arvioimalla absorptio tai heijastuksen menetys heijastuneessa signaalissa. Ääntä vaimentavat kohteet sekä kohteet, joilla on kulmikas pinta, tunnistetaan helposti tällä anturitilalla. Tärkeä ehto on, että referenssiheijastimen asento ei muutu.
Toinen vaihtoehto infraäänen käyttöön teollisuudessa on ultraäänihitsaus.