【AR850超聲波測厚儀】超聲傳感器的工作原理及技術創(chuàng)新

閱讀：2361發(fā)布時間：2012-7-5

超聲傳感器的使用原理

超聲傳感器內(nèi)有一個頻率變換器，當變換器元件振動時，這個頻率變換器就會向一個方向發(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。傳感器根據(jù)從發(fā)出超聲波脈沖到返回回波信號之間的時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，回波返回的時間長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發(fā)射器和一個接收器變換器。這種雙向模式超聲傳感器適用于需要進行制品邊緣檢測或希望有更快的響應時間，或在潮濕環(huán)境下使用的情況。

在檢測透明物體、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，超聲傳感器應該是*。但超聲傳感器不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐，也不能用于探測泡沫物體。

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

超聲傳感技術的創(chuàng)新

如今，超聲傳感器引入了幾項創(chuàng)新技術，使其能夠用于傳統(tǒng)設備無法工作的領域：

采用防護等級為 IP67 和 IP69K 的護蓋，可在潮濕環(huán)境（如洗瓶機）下進行探測。

·內(nèi)置溫度補償電路可補償正常的塑料成型工廠倒班操作時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物質(zhì)的侵蝕。

*濾波電路使超聲傳感器可不受工廠環(huán)境噪音的影響。

新型變換器設計使其防損性能大大增強，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

隨著新技術的不斷推出，原來一些不能使用超聲傳感器的領域，已開始更多地使用超聲傳感器。超聲傳感器可用于探測液位、探測透明物體和材料，控制張力以及測量距離。其應用行業(yè)包括包裝、制瓶、物料搬運、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間，從而提高生產(chǎn)率。目前，如何讓各行各業(yè)認識到超聲傳感器在制造業(yè)的各個領域的應用潛力是我們面臨的重大挑戰(zhàn)，包括在質(zhì)量控制、流程控制和檢驗等方面。

范圍和大小

要探測的物體大小直接影響超聲傳感器的檢測范圍。傳感器必須探測到一定聲級的聲音才可以進行輸出。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zui遠傳感距離檢測到此部件。小部件僅能反射較少的一部分聲音，從而導致傳感范圍大大縮小。

要探測的物體

使用超聲探測的理想物體應體積大、平整且密度高，并與變換器正面垂直。zui難探測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，探測液體就很容易。如果液面波動大，可延長傳感器的響應時間，從而取波動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*探測表面為泡沫狀的液體，因為泡沫會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，探測形狀不規(guī)則的物體。在反向超聲模式下，超聲傳感器會探測一個平整背景，如墻壁。任何穿過傳感器和墻壁之間的物體都會阻斷聲波。傳感器即可通過探測該干擾來識別物體的存在。

振動

無論是傳感器本身的振動還是附近機器的振動，都可能會影響測量距離時的*度?？稍诎惭b傳感器時用橡膠防振裝置來減少這類問題。有時也可使用導軌來消除或降低部件振動。

衰減

傳感器還設計了溫度補償功能，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。

誤測結果

附近的物體（如導軌或固定桿）可能會反射聲波。要準確探測目標物體，必須降低或消除附近聲音反射表面的影響。為了避免誤測附近物體，許多超聲傳感器都裝有LED指示燈，用于在安裝時指示操作人員，以確保正確安裝傳感器并降低誤測風險。

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