Serviceline
Wsparcie Czujników Przemysłowych
Serviceline Explosion Protection

Informacje o czujnikach ultradźwiękowych (część 2): Czynniki wpływające na wiązkę ultradźwiękową

Ultrasonic sensor sound beam
Oprogramowanie ULTRA-PROG-IR pozwala na tłumienie wpływu obiektów powodujących zakłócenia dzięki możliwości programowania martwych stref bez konieczności modyfikowania wiązki. Obiekty znajdujące się w martwych strefach nie są wówczas wykrywane.

Niezawodne wykrywanie obiektów przy użyciu czujników ultradźwiękowych zależy w dużym stopniu od prawidłowej konfiguracji wiązki dźwiękowej. Odbicie wiązki dźwiękowej, umożliwiające wykrywanie obiektów, jest również nazywane krzywą odpowiedzi. Krzywa ta umożliwia niezawodne określenie odległości, w której znajduje się dany obiekt.

Krzywa odpowiedzi zależy od zdolności obiektu do odbijania fal dźwiękowych. Obiekty o dużej powierzchni i optymalnej orientacjiłatwiej wykrywane niż małe, zaokrąglone obiekty o słabej zdolności do odbijania fal. Zdając sobie sprawę z wagi tych faktów, firma Pepperl+Fuchs dodaje schematy wiązek dźwiękowych dla różnych obiektów, np. standardowych palet 100 x 100 mm lub prętów 25 mm, do arkuszy danych swoich czujników ultradźwiękowych. Wiele modeli umożliwia regulację szerokości wiązki w celu dokładnego zorientowania czujników ultradźwiękowych na obiektach docelowych.

Kształt i faktura powierzchni obiektu

Głównym powodem używania czujników ultradźwiękowych jest ich zdolność do wykrywania większości materiałów i typów powierzchni. Kolor obiektów nie wpływa na pracę czujników, które umożliwiają wykrywanie ciał stałych, płynów i proszków. Właściwości powierzchni nie mają wpływu na niezawodność wykrywania. Nie ma znaczenia, czy powierzchnia obiektu jest chropowata, gładka, błyszcząca, przezroczysta, zabrudzona, mokra czy suchawysokiej jakości czujniki ultradźwiękowe zapewniają precyzyjne wyniki pomiarów.

Najlepsze odbicie jest uzyskiwane, kiedy równe i gładkie powierzchnie są ustawione pod kątem prostym do powierzchni czujnika. Jeśli obiekt jest ustawiony pod kątem innym niż 90°, fala dźwiękowa może zostać odbita w kierunku innym niż w stronę przetwornika, co uniemożliwi jej wykrycie. Duże odchylenia kąta mogą występować w przypadku chropowatych lub nierównych powierzchni. Amplituda odbitego sygnału ultradźwiękowego musi być wystarczająco duża, aby umożliwić niezawodne dokonanie pomiaru. Wysoki poziom zapylenia i wilgotności również zmniejsza energię akustyczną i ogranicza maksymalny zasięg czujnika ultradźwiękowego.


Temperatura i wilgotność

Na zasięg czujników ultradźwiękowych wpływa również wilgotność względna oraz temperatura powietrza. Ogólnie mówiąc, zasięg wykrywania zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury oraz wilgotności. Zależność ta ma charakter nieliniowy i w dużym stopniu zależy od modelu czujnika.


Kurz, deszcz i śnieg

Silne zapylenie, deszcz lub śnieg zmniejszają energię akustyczną i mogą powodować tłumienie wiązki lub zmniejszenie maksymalnego zasięgu czujników ultradźwiękowych. Lekkie zapylenie i zabrudzenie powierzchni przetwornika nie wpływa na dokładność pomiaru. Należy unikać gromadzenia się wody, śniegu i lodu na urządzeniach, odpowiednio dobierając miejsce i sposób montażu (np. w obudowach ochronnych).

Modyfikowanie wiązki dźwiękowej przy użyciu oprogramowania

Czujniki ultradźwiękowe z regulowaną wiązką dźwiękową umożliwiają dostosowanie progu wykrywania. Zasięg wykrywania można dostosować do typu wykrywanych obiektów przy użyciu oprogramowania lub funkcji uczenia. Czujniki ultradźwiękowe firmy Pepperl+Fuchs można programować przy użyciu aplikacji ULTRA3000, SONPROG, PACTware (IO-LINK) lub ULTRA-PROG-IR.

Umożliwiają one precyzyjną kontrolę całkowitej szerokości wiązki akustycznej. Oznacza to, że może zostać zredukowana długość (wiązki osiowej) oraz szerokość (wiązki poprzecznej). Szerokość wiązki osiowej i poprzecznej mogą być regulowane niezależnie. Umożliwia to tłumienie wpływu obiektów powodujących zakłócenia lub odbicia znajdujących się w zasięgu wykrywania na wynik pomiaru. Zmniejszenie rozmiaru wiązki dźwiękowej umożliwia tłumienie wpływu obiektów powodujących zakłócenia lub elementów wyposażenia maszyn oraz zbiorników.


Już dostępny: Przewodnik po technologii ultradźwiękowej