化工儀器網(wǎng)
技術文章
德國圖爾克TURCK超聲波傳感器 RU40U-M18M-UP8X2-H1151工作原理
閱讀：36 發(fā)布時間：2025-5-28德國圖爾克TURCK超聲波傳感器通過非接觸無磨損的超聲波檢測大目標物體。物體是否透明、是否為金屬或非金屬，液體、固體或是粉狀均不會影響它的工作。我們的超聲波傳感器有多種不同設計、檢測范圍、聲波角、輸出類型供用戶選擇。其中大部分都具有溫度補償、噪音抑制和連接電纜（用于自動同步）。
超聲波傳感器
直反式傳感器
Order number: 1610008超聲波傳感器光滑檢測面
密封的圓柱形外殼 M18
通過M12 x 1接插件連接
溫度補償
盲區(qū)：2.5 cm
有效距離：40 cm
分辨率：0.5 mm
聲波錐錐角：±15°
1 × 開關量輸出，PNP
可示教設置
常開/常閉可編程
德國圖爾克TURCK超聲波傳感器是利用超聲波特性實現(xiàn)檢測的設備，其工作原理基于超聲波的發(fā)射、傳播和反射特性，通過測量聲波往返時間或相位變化來判斷目標物體的存在、距離或位置。以下是其核心工作原理及關鍵細節(jié)：
一、基本工作原理
1. 超聲波的發(fā)射與接收
發(fā)射端：傳感器內部的壓電換能器（通常為陶瓷材料）在電信號激勵下產生高頻振動（頻率一般為 20kHz~200kHz，超出人耳聽覺范圍），從而發(fā)射超聲波脈沖。
接收端：同一或獨立的壓電換能器用于檢測反射回來的超聲波信號。當聲波遇到目標物體時，部分能量會被反射回傳感器。
2. 時間差測距法（脈沖回波法）
測量原理：傳感器發(fā)射超聲波脈沖后，開始計時；當接收到反射回波時，停止計時。根據(jù)聲波在空氣中的傳播速度（約 340m/s，受溫度影響），通過以下公式計算目標距離：距離傳播速度時間差
（除以 2 是因為聲波需往返傳感器與目標之間）。
TURCK超聲波傳感器關鍵參數(shù)：
盲區(qū)：靠近傳感器的區(qū)域因發(fā)射脈沖余震可能無法檢測（需確保目標在盲區(qū)外）。
檢測范圍：取決于傳感器功率，圖爾克產品通常覆蓋幾厘米至數(shù)米（如 UB 系列可達 8 米）。
3. 多普勒效應（可選模式）
部分型號（如用于檢測移動物體的傳感器）利用多普勒效應：當目標物體移動時，反射聲波的頻率會發(fā)生變化，通過檢測頻率偏移量判斷物體的運動方向和速度。
二、核心技術特點（圖爾克產品優(yōu)勢）
抗干擾設計
采用寬波束或窄波束聚焦技術，減少環(huán)境光、粉塵等干擾（如通過聲吶罩優(yōu)化聲波傳播方向）。
支持多傳感器同步工作，避免相鄰傳感器的聲波相互干擾（通過編碼脈沖或不同頻率實現(xiàn)）。
溫度補償機制
聲波傳播速度受溫度影響（如 0℃時約 331m/s，20℃時約 343m/s），圖爾克傳感器內置溫度傳感器，自動修正計算結果，提升測量精度（誤差可控制在 ±1% 以內）。
多種檢測模式
TURCK超聲波傳感器標準模式：檢測固定距離的物體（如液位、高度測量）。
限定模式：檢測物體是否在預設距離范圍內（如傳送帶物體到位檢測）。
透明物體檢測：針對玻璃、塑料等透明材料，通過調整回波強度閾值實現(xiàn)檢測。
三、典型應用場景
工業(yè)自動化
生產線工件計數(shù)、定位與分揀（如檢測傳送帶上的零件是否到位）。
液位 / 料位監(jiān)測（如儲罐內液體或固體物料的高度測量）。
物流與倉儲
叉車托盤檢測、貨架庫存高度監(jiān)測（非接觸式測量避免磨損）。
智能交通
停車場車位檢測（通過測量地面反射判斷車位是否占用）。
特殊環(huán)境
粉塵、煙霧或黑暗環(huán)境中的檢測（如煤礦、糧倉，聲波不受可見光影響）。
四、選型與安裝注意事項
選型關鍵參數(shù)
檢測距離：根據(jù)目標范圍選擇對應量程的型號（如 UB200-30GM60-E5-V1 檢測范圍 0.1~2m）。
波束角度：寬波束（如 15°）適合大范圍檢測，窄波束（如 3°）適合精準定位。
輸出類型：PNP/NPN 開關量、模擬量（4-20mA/0-10V）或 IO-Link 通信接口。
TURCK超聲波傳感器安裝要點
避免傳感器正前方有強反射面（如金屬板）或吸收聲波的材料（如泡沫）。
多傳感器并排安裝時，需保持足夠間距（通?！? 倍檢測距離），防止串擾。
高溫環(huán)境（如 > 80℃）需搭配冷卻裝置，或選擇耐高溫型號（如圖爾克 UST 系列）。
五、與其他傳感器的對比
類型優(yōu)勢局限性
超聲波傳感器 非接觸檢測、抗光干擾、成本適中 不適用于真空環(huán)境，受風速影響
光電傳感器 精度高、響應快 受顏色、透明度影響大
毫米波雷達 穿透性強、適合復雜環(huán)境 成本高、體積較大
通過以上原理和設計，圖爾克超聲波傳感器在工業(yè)自動化領域實現(xiàn)了高可靠性的非接觸式檢測，尤其適合對環(huán)境適應性和穩(wěn)定性要求高的場景。實際應用中需結合具體工況選擇型號，并優(yōu)化安裝位置以確保性能。