Serviceline
Wsparcie Czujników Przemysłowych
Serviceline Explosion Protection

Informacje na temat czujników ultradźwiękowych (część 6) – Synchronizacja czujników ultradźwiękowych

Pepperl+Fuchs ultrasonic sensors
Firma Pepperl+Fuchs oferuje szeroką gamę czujników ultradźwiękowych – wiele z nich jest wyposażonych w dodatkowe złącze synchronizacyjne

Podczas montażu czujników ultradźwiękowych, nie zawsze można utrzymać minimalne odstępy. Aby zmniejszyć minimalny odstęp i zapobiec ewentualnemu przenikowi sygnałów czujników, Pepperl+Fuchs dostarcza czujniki ultradźwiękowe z wejściami synchronizacyjnymi. Modeli wyposażonych w te wejścia synchronizacyjne można używać w trybach synchronizacji wewnętrznej lub zewnętrznej bądź w trybach multipleksu. Dzięki synchronizacji cykli transmisji można zmniejszyć odstęp między sąsiednimi czujnikami ultradźwiękowymi bez zagrożenia interferencją.

Zasada działania wejścia synchronizacyjnego czujników ultradźwiękowych

Jeśli wejście synchronizacyjne pozostaje otwarte, czujnik ultradźwiękowy działa w trybie normalnym. Przez przyłożenie zdefiniowanego potencjału (L+/L-) czujnik można zablokować i włączyć ponownie, używając do tego celu zewnętrznego sygnału wzbudzającego. Gdy czujnik jest zablokowany, nie są emitowane żadne impulsy ultradźwiękowe. W tym stanie wyjścia (analogowe i przełączające) są zamrożone. Po włączeniu czujnika na co najmniej jeden cykl pomiarowy z wejściem synchronizacyjnym wyjścia są aktualizowane. Tę funkcję można wykorzystywać do synchronizacji zewnętrznej lub do pracy w trybie multipleksu.

W trybie synchronizacji zewnętrznej wejścia synchronizacyjne wszystkich czujników są powiązane i sterowane przez zewnętrzne źródło impulsów zegarowych (każdy czujnik ultradźwiękowy jest wyzwalany oddzielnie w trybie multipleksu).

Wymagany poziom sygnału, czas cyklu i maksymalną możliwą liczbę czujników można znaleźć w karcie danych technicznych odpowiedniego czujnika. W trybie synchronizacji wewnętrznej wejścia synchronizacyjne wszystkich czujników są powiązane i sterowane przez same czujniki. Nie jest wymagane zewnętrzne źródło impulsów zegarowych.


Tryb synchronizacji i tryb wspólny

W trybie wspólnym czujniki ultradźwiękowe działają równolegle. Oznacza to, że wszystkie czujniki emitują w tym samym czasie serie impulsów i oczekują na sygnał odbity od obiektu znajdującego się w zasięgu wykrywania. W tym celu wejścia synchronizacyjne wszystkich czujników muszą być połączone. W zależności od typu/rodziny i konfiguracji czujnika, tryb synchronizacji uruchamia się automatycznie (synchronizacja wewnętrzna) lub wymaga zewnętrznego sygnału wyzwalającego (sygnalizacja zewnętrzna).

Zastosowania:

W celu monitorowania szerokiego obszaru kilka czujników montuje się w szyku ultradźwiękowym. W ograniczonej przestrzeni synchronizacja czujników może być przydatna, ponieważ jest wymagany mniejszy odstęp między czujnikami. Odstępów podanych w poniższej tabeli należy również przestrzegać przy montażu przeciwległym.

Zalety:

  • Niższe koszty okablowania, połączenie aktywnych wejść dla każdego przełącznika zbliżeniowego
  • Krótkie czasy reakcji, ponieważ każdy przełącznik zbliżeniowy jest cały czas aktywny

Wady:

  • Nie można przyporządkować obiektu do określonego przełącznika zbliżeniowego.


Tryb multipleksu

Multipleksowanie czujników ultradźwiękowych umożliwia emisję serii impulsów ultradźwiękowych w rozłożonych w czasie interwałach. Zapobiega to przenikowi sygnału między czujnikami i nie ma potrzeby zachowywania minimalnej odległości między sąsiednimi czujnikami. Jednakże, z powodu sekwencyjnej aktywacji czujników, dla każdego czujnika dodanego do szyku multipleksu czas odpowiedzi/reakcji wydłuża się.

Istnieje różnica między wewnętrznym a zewnętrznym trybem multipleksu. Przy stosowaniu wewnętrznego trybu multipleksu wejścia synchronizacyjne wszystkich czujników muszą być połączone. W zależności od typu/rodziny i konfiguracji czujnika tryb multipleksu uruchamia się automatycznie lub czujnikowi należy przydzielić adres za pomocą narzędzia konfiguracyjnego. W zewnętrznym trybie multipleksu wymagany jest zewnętrzny sygnał wyzwalający i synchronizowana sekwencja musi być koordynowana przez kontroler zewnętrzny.

Zastosowania:

Czujniki stosowane w wyposażeniu i maszynach montowanych w bardzo ograniczonej przestrzeni, czujniki tego samego typu w bezpośrednim sąsiedztwie lub stosowane w celu zapobiegania przenikowi sygnału do różnych zadań pomiarowych. Nie trzeba przestrzegać minimalnych odstępów nawet wtedy, gdy czujniki są umieszczone naprzeciwko siebie.

Zalety:

  • Niezawodne zapobieganie przenikowi sygnałów
  • Można przyporządkować obiekt do czujnika ultradźwiękowego

Wady:

  • Dodatkowy koszt generatora impulsów zegarowych w przypadku stosowania multipleksowania zewnętrznego
  • Dłuższy czas odpowiedzi/reakcji niż w trybie synchronizacji, ponieważ czujniki działają sekwencyjnie

Już dostępny: Przewodnik po technologii ultradźwiękowej