Porady
Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.
Interesujące fakty na temat czujników ultradźwiękowych
Czujniki ultradźwiękowe wykonują różnorodne zadania, choć przeważnie działają w ukryciu. Nie możemy słuchać ultradźwięku, a wykorzystywane częstotliwości są zbyt wysokie dla ludzkiego ucha. Wiele z nich zna jednak na przykład własny pojazd, czyli kontrolę odległości parkowania, która jest realizowana za pomocą czujników ultradźwiękowych wbudowanych w zderzaki.
Co to jest czujnik ultradźwiękowy?
Jakie rodzaje i rodzaje konstrukcji istnieją?
Kryteria zakupu czujników ultradźwiękowych - co jest ważne?
Nasza praktyczna wskazówka: odbłyśnik
FAQ - często zadawane pytania dotyczące czujników ultradźwiękowych
Wniosek: jak kupić odpowiedni czujnik ultradźwiękowy
Co to jest czujnik ultradźwiękowy?
Ultradźwięki oznaczają częstotliwości powyżej około 16 kHz, was jest to np. górna częstotliwość graniczna, którą obecnie możemy dostrzec ludziom, w zależności od wieku i słuchu.
Cechą szczególną ultradźwięków jest to, że takie impulsy dźwiękowe można stosunkowo dobrze łączyć, a tym samym uzyskać odpowiednio większy zasięg.
Czujniki ultradźwiękowe wytwarzają i odbierają fale ultradźwiękowe z reguły za pomocą materiałów piezoelektrycznych. W trybie pracy jako nadajnik napięcie zmienne elektryczne oznacza piezoelektryczną tarczę do kołysania, emitując fale dźwiękowe prostopadle do powierzchni wahacza.
W przypadku użycia jako odbiornika działa to dokładnie w odwrotny sposób: uderzające impulsy dźwiękowe o wysokiej częstotliwości pobudzają dysk piezoelektryczny do wibracji, która generuje sygnał elektryczny. Czujnik ultradźwiękowy wykrywa przy tym tylko częstotliwość odpowiadającą częstotliwości własnej, aby nieprzeszkadzający dźwięk z innych źródeł był ukrywany przez czujnik.
Jakie rodzaje i rodzaje konstrukcji istnieją?
Czujniki ultradźwiękowe są stosowane do różnych zastosowań w różnych typach i kształtach.
Najłatwiejszą wersją są wyłącznie ultradźwięki bez konieczności używania własnych obudów. Odbiornik ultradźwiękowy rejestruje tylko ultradźwięki i sam nie wysyła aktywnego sygnału, ich tryb pracy jest na stałe ustawiony jako czujnik.
Nadajnik ultradźwiękowy jest używany tylko w przypadku, gdy konieczne jest generowanie ultrawysokiej częstotliwości i nie jest wymagana funkcja odbioru lub odbywa się za pośrednictwem osobnego odbiornika.
Połączone czujniki ultradźwiękowe mogą pracować w obu trybach pracy, można je połączyć jako czujnik nadajnika i odbiornika w jednej obudowie.
Oprócz czujników ultradźwiękowych dostępne są kompletne moduły, które są już gotowe do użycia jako czujnik. Należą do nich np. czujnik ultradźwiękowy odbicia, wskaźnik poziomu napełnienia, szlabany ultradźwiękowe, czujniki ruchu, przepływomierz ultradźwiękowy i rozpylanie ultradźwięku, ciecze lub substancje w postaci proszku.
Kryteria zakupu czujników ultradźwiękowych - co jest ważne?
Jeśli ma zostać wymieniony uszkodzony czujnik ultradźwiękowy, parametry elektryczne muszą być w miarę możliwości identyczne do wadliwego elementu. Odbiegające wartości prowadzą do braku funkcji lub innych wartości pomiarowych. Zastosowanie czujników w motoryzacji i innych zastosowaniach, w których mogą być stosowane niekorzystne warunki otoczenia, jest obowiązkowe. Równie ważne są dopuszczalne temperatury i odporność na wibracje.
Nasza praktyczna wskazówka
Jeśli wymagany jest czujnik ultradźwiękowy, działa on w połączonym trybie nadawania i odbioru i konieczne jest użycie „dźwiękoszczelnego” obiektu jako reflektora. Są to w zasadzie większość obiektów o gładkiej, twardej powierzchni i o odpowiedniej grubości ściany.
Osiągalny zasięg i niezawodność w dużym stopniu zależy od właściwości powierzchni odbicia. Powierzchnie pochłaniające dźwięk, takie jak arkusze pianki o otwartych porach, tkaniny, cienkie folie, silnie postrzępione lub szorstko ustrukturyzowane materiały, materiały sypkie i powierzchnie, które są pod kątem do nadajnika / odbiornika i odchylają fale dźwiękowe w innym kierunku, są zasadniczo nieodpowiednie dla czujnika ultradźwiękowego. W razie wątpliwości należy przeprowadzić próby zastosowania, aby zapewnić niezawodne działanie w praktyce.
FAQ - często zadawane pytania dotyczące czujników ultradźwiękowych
Jak czujnik ultradźwiękowy może wysyłać i odbierać sygnał jednocześnie?
Tło tego działania jest takie, że funkcja nadawania i odbioru jest w czasie. Odpowiednie połączenie elektroniczne okresowo kontroluje czujnik ultradźwiękowy w ustalonym takcie jako nadajnik. W przerwach w transmisji następuje przełączenie na odbiór.
Jak mierzy czujnik ultradźwiękowy, bezdotykowo, odległość?
Odległość od powierzchni odbijających światło może być określona stosunkowo dokładnie za pomocą zmierzonego przesunięcia czasowego między częstotliwością wysyłania a odbieraniem („różnica czasu trwania”). Możliwe jest również wykrywanie ruchów za pomocą tzw. efektu podwójnego, a dodatkowo określanie prędkości obiektu za pomocą czujnika.
Jak dokładny jest pomiar odległości za pomocą czujnika ultradźwiękowego?
Oprócz dokładności obwodu analizującego, w pomiarze za pomocą ultradźwięków, gęstość powietrza i wilgotność powietrza odgrywają pewną rolę, ponieważ mają wpływ na prędkość dźwięku około 343 m/s przy 20°C w normalnym powietrzu przy normalnym ciśnieniu. Im większa jest odległość od obiektu i im większe są różnice w standardowych warunkach, tym więcej tych fizycznych wad jest wpływających na pomiar.
Do jakiej odległości można zmierzyć za pomocą czujników ultradźwiękowych?
Czujniki ultradźwiękowe do zastosowań przemysłowych, wykrywające obiekty i odległości zazwyczaj działają w odległości od kilku milimetrów do około 0,5 metrów. Urządzenia do pomiaru odległości ultradźwiękowej mogą mierzyć odległość do obiektu o dobrze odbijającej powierzchni w odległości do ok. 20 metrów.
Wniosek: jak kupić odpowiedni czujnik ultradźwiękowy
W przypadku stosowania w zwykłych pomieszczeniach i w cichym otoczeniu częstotliwość robocza powinna być jak najbardziej wyższa niż 20 kHz, aby uniknąć słyszalnego nadawania udziałów częstotliwości i związanych z tym obciążeń akustycznych.
Gotowe moduły (macki refleksyjne, bariery refleksyjne, moduły czujnika mikrofonu itp.) mogą być używane od razu i nie wymagają uciążliwego ich tworzenia. Czujnik, który łączy nadajnik i odbiornik, nie zajmuje dużo miejsca, a ponadto ma tę zaletę, że osie wysyłane i odebranego dźwięku nie mają żadnego przesunięcia względem siebie. Zbędne zrównywanie między nadajnikiem i odbiornikiem nie jest już konieczne, podobnie jak ustawianie dodatkowe.