Ультразвуковые датчики расстояния: принцип работы, применение и преимущества

alexxlabДатчик
Как работают ультразвуковые датчики расстояния. Где применяются ультразвуковые датчики в промышленности. Каковы основные преимущества ультразвуковых датчиков перед другими типами. Какие факторы влияют на точность измерений ультразвуковых датчиков.

Содержание

Принцип работы ультразвуковых датчиков расстояния

Ультразвуковые датчики расстояния работают по принципу эхолокации. Они излучают короткие импульсы ультразвуковых волн и измеряют время, за которое отраженный сигнал возвращается к датчику. Зная скорость звука в среде, можно рассчитать расстояние до объекта.

Основные компоненты ультразвукового датчика расстояния:

  • Излучатель ультразвуковых волн
  • Приемник отраженного сигнала
  • Электронный блок обработки сигнала
  • Выходной интерфейс (аналоговый или цифровой)

Расчет расстояния производится по формуле:

L = (c * t) / 2

где L — измеряемое расстояние, c — скорость звука в среде, t — время прохождения сигнала.

Области применения ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики расстояния нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и автоматизации:


  • Измерение уровня жидкостей и сыпучих материалов в емкостях
  • Контроль положения и перемещения объектов на конвейерах
  • Системы предотвращения столкновений для транспортных средств
  • Измерение толщины материалов
  • Определение наличия и положения объектов в робототехнике
  • Системы парковки автомобилей
  • Контроль заполнения упаковки

Преимущества ультразвуковых датчиков расстояния

Ультразвуковые датчики обладают рядом важных преимуществ по сравнению с другими типами датчиков расстояния:

  • Возможность измерения расстояния до прозрачных и отражающих объектов
  • Нечувствительность к цвету и фактуре поверхности
  • Работоспособность в запыленной и загрязненной среде
  • Возможность измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов
  • Бесконтактный метод измерения
  • Широкий диапазон измерения (от нескольких сантиметров до десятков метров)
  • Простота конструкции и надежность

Факторы, влияющие на точность измерений

На точность измерений ультразвуковых датчиков могут влиять следующие факторы:

  • Температура окружающей среды (влияет на скорость звука)
  • Влажность воздуха
  • Атмосферное давление
  • Наличие сильных воздушных потоков
  • Форма и ориентация измеряемого объекта
  • Акустические помехи от работающего оборудования

Современные ультразвуковые датчики имеют встроенные системы компенсации влияния температуры и других факторов для повышения точности измерений.


Типы выходных сигналов ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики расстояния могут иметь различные типы выходных сигналов:

  • Аналоговый выход (4-20 мА или 0-10 В)
  • Дискретный выход (PNP или NPN)
  • Цифровой интерфейс (RS-232, RS-485)
  • Протокол IO-Link

Выбор типа выходного сигнала зависит от требований конкретного применения и используемой системы управления.

Настройка и калибровка ультразвуковых датчиков

Для корректной работы ультразвуковые датчики расстояния требуют настройки и калибровки. Основные параметры, которые могут настраиваться:

  • Диапазон измерения
  • Мертвая зона (минимальное расстояние измерения)
  • Чувствительность
  • Время отклика
  • Режим работы выходов
  • Компенсация влияния температуры

Настройка может производиться с помощью кнопок на корпусе датчика, DIP-переключателей или через программное обеспечение с использованием цифрового интерфейса.

Ограничения ультразвуковых датчиков

Несмотря на многочисленные преимущества, ультразвуковые датчики имеют некоторые ограничения:

  • Невозможность работы в вакууме
  • Ограниченная скорость измерения
  • Возможность ложных срабатываний от акустических помех
  • Сложность измерения расстояния до мягких и звукопоглощающих материалов
  • Зависимость точности от условий окружающей среды

При выборе ультразвукового датчика важно учитывать эти ограничения и оценивать его применимость для конкретной задачи.


Сравнение ультразвуковых датчиков с другими типами

Рассмотрим преимущества и недостатки ультразвуковых датчиков по сравнению с другими распространенными типами датчиков расстояния:

Ультразвуковые vs оптические датчики:

Преимущества ультразвуковых датчиков:

  • Работа с прозрачными и отражающими объектами
  • Нечувствительность к цвету и освещенности
  • Возможность работы в запыленной среде

Недостатки:

  • Меньшая точность и скорость измерения
  • Больший размер мертвой зоны

Ультразвуковые vs емкостные датчики:

Преимущества ультразвуковых датчиков:

  • Больший диапазон измерения
  • Возможность работы через непроводящие материалы

Недостатки:

  • Меньшая точность на малых расстояниях
  • Чувствительность к акустическим помехам

Тенденции развития ультразвуковых датчиков

Основные направления развития технологии ультразвуковых датчиков расстояния:

  • Уменьшение размеров и энергопотребления
  • Повышение точности и скорости измерений
  • Расширение диапазона рабочих температур
  • Интеграция с беспроводными технологиями передачи данных
  • Развитие алгоритмов обработки сигнала для повышения помехоустойчивости
  • Создание мультисенсорных систем с комбинацией ультразвуковых и других типов датчиков

Эти усовершенствования позволят расширить область применения ультразвуковых датчиков и повысить их эффективность в различных отраслях промышленности.



Датчики расстояния ультразвуковые | Каталог

Тип корпуса

Выберитепрямоугольныйцилиндрический M12цилиндрический M18цилиндрический M30цилиндрический М8

Диапазон измерения

Выберитедо 0,5 мдо 1 мдо 2 мдо 4 мдо 6 мот 6 м

Выходной сигнал

Выберитеаналоговый, 0-10 Ваналоговый, 4-20 мАдискретный, 2xNPNдискретный, 2xPNPдискретный, NPNдискретный, PNPдискретный, релечастотный

Интерфейс

ВыберитеIO-LinkRS 232

Особенность применения

Выберитевзрывозащитагигиенические областинизкая температурастойкость к агрессивным средам

Сбросить фильтр

Выбор производителя

  • Все
  • Balluff
  • Banner Engineering
  • Datalogic
  • EGE-Elektronik
  • IFM Electronic
  • Leuze electronic
  • Pepperl+Fuchs
  • Turck
  • SICK
  • СЕНСОР

Каталог промышленных ультразвуковых датчиков расстояния — ультразвуковых дальномеров с аналоговыми 4-20 мА, 0-10 В и дискретными PNP/NPN выходами на различные диапазоны измерения от известных европейских производителей Balluff, IFM Electronic, Pepperl+Fuchs, EGE-Elektronik, SICK, Banner Engineering и бесконтактных ультразвуковых выключателей — ВБУ российского производителя СЕНСОР. Цилиндрические и прямоугольные корпуса для интеграции в разнообразные задачи по автоматизации на современном производстве, в логистических и технологических процессах.

дополнительная информация

Ультразвуковые датчики расстояния довольно популярны для решения задач по автоматизации различных процессов на производстве. В отличие от оптических дальномеров, ультразвуковые сенсоры имеют значительно меньшие диапазоны измерения, невысокую скорость и большое по площади пятно измерения. Однако, имеются плюсы, например, нечувствительность к цвету поверхности, высокое разрешение, уверенная работа в условиях запыленности или влажности, широкий температурный диапазон эксплуатации. Кроме того, ультразвуковые датчики расстояния часто имеют меньшую стоимость по сравнению с лазерными дальномерами на схожие диапазоны. В качестве выходного сигнала у ультразвуковых датчиков может быть аналоговый 4-20 мА или 0-10 В пропорциональный расстоянию до объекта измерения, или дискретный PNP/NPN для контроля порогового значения расстояния.

Доступны для заказа так же модели с одной или двумя точками переключения на заданных расстояниях, аналогично оптическим диффузионным датчикам с подавлением заднего фона — бесконтактные ультразвуковые выключатели (сенсоры ВБУ). Следует отметить большую популярность ультразвуковых дальномеров для использования в качестве уровнемеров жидких или сыпучих веществ на производстве для открытых и закрытых емкостей без избыточного давления, ведь использование ультразвукового датчика с аналоговым выходом 4-20 мА или 0-10 В для решения данной задачи позволяет прилично съэкономить. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент высококачественных ультразвуковых датчиков расстояния в самых различных исполнениях от ведущих производителей. Рекомендуем обратить внимание на ультразвуковые датчики Pepperl+Fuchs (у данного производителя самая большая линейка на рынке). Так же правильным выбором для автоматизации на производстве будут ультразвуковые датчики расстояния Balluff, Banner, Datalogic, EGE-Elektronik, IFM Electronic, SICK, Turck и российского СЕНСОР серии ВБУ.

Теги: ультразвуковые датчики pepperl fuchs / датчики вбу

Ультразвуковые датчики уровня TELEMECANIQUE 930 в наличии в Москве по выгодной цене

Ультразвуковые датчики уровня TELEMECANIQUE 930 в наличии в Москве по выгодной цене
  • Главная
  • Оборудование
  • Датчики
  • Датчики уровня
  • Ультразвуковые датчики уровня TELEMECANIQUE 930

Описание

Ультразвуковые датчики расстояния Telemecanique Osisonic широко используются для измерения расстояния до 8 м, а так же подходят для стандартных задач по измерению и детектированию уровня жидких и сыпучих веществ в в емкости.

Принцип работы ультразвуковых датчиков расстояния основан на том, что звуковые волны отражаются от препятствия, которыми являются объекты измерения. Излучатель ультразвукового датчика, расположенный в корпусе датчика, посылает ультразвуковые волны, часть которых отражается от объекта измерения и возвращается назад в приемник.
В датчике принятый отраженный сигнал преобразуется встроенной электроникой в напряжение. Таким образом, интегрированный контроллер измеряет время, за которое сигнал проходит путь от излучателя, отражается от объекта и возвращается в приемник. Приборы очень компактны, имеют надежную конструкцию, не имеют подвижных частей и практически не нуждаются в обслуживании.

Рабочий диапазон -0,203 — 8,00 м
Разрешение — 0,5 мм
Габариты — 106 мм × М30
Материал присоединяемой части — пластик
Минимальная (ближняя) граница рабочего диапазона — 20,3 см
Максимальная (дальняя) граница рабочего диапазона — 800 см
Расходимость луча — 8 ° (ø1,2м на расст. 4м)
Рабочая частота — 75 Hz
Расходимость луча — 8 ° (ø1,2м на расст. 4м)
Рабочая частота — 75 Hz
Напряжение питания — 15 — 24 В DC
Потребляемый ток — < 80 mA
Выход (на нагрузке 10 … не более 500 Ом) — 4 — 20 мА
Стабильность (погрешность) — < 1 mm

Рекомендуемое оборудование

Проекты

Закладочный комплекс производительностью 420 м3/час, г. Соликамск

Бетонный завод SmartBETON TWIN 180 м3/ч под ключ, г. Москва

Организация цементного склада вместимостью 900 тонн под ключ, г. Нижний Новгород

Комплексная модернизация Завод ЖБИ-3, г. Тюмень

Документы

Презентация компании

6.8 Мб

Оставить заявку

Заполните форму, менеджер свяжется с вами в течении 15 минут и подробно ответит на все интересующие вопросы

Подтвердите, что вы не робот *

Поменять картинку

Я согласен на обработку персональных данных

Гарантия качества
весь товар
сертифицирован!

Мобильность —
завод на шасси

Быстрая доставка
Основные позиции в наличии,
отправим в день оплаты

Выгодные цены
низкая цена за высокое
качество комплектующих!

Назад к списку

Что такое ультразвуковой датчик? | Основы датчиков: вводное руководство по датчикам

В этом разделе подробно рассматриваются ультразвуковые датчики.

Схема и принцип обнаружения

Как следует из названия, ультразвуковые датчики измеряют расстояние с помощью ультразвуковых волн.
Головка датчика излучает ультразвуковую волну и принимает волну, отраженную от цели. Ультразвуковые датчики измеряют расстояние до цели, измеряя время между излучением и приемом.

Оптический датчик имеет передатчик и приемник, тогда как ультразвуковой датчик использует один ультразвуковой элемент как для излучения, так и для приема. В отражательной модели ультразвукового датчика один осциллятор попеременно излучает и принимает ультразвуковые волны. Это позволяет миниатюризировать головку датчика.

Расчет расстояния

Расстояние можно рассчитать по следующей формуле:

Расстояние L = 1/2 × T × C

где L — расстояние, T — время между излучением и приемом, а C — время звуковая скорость. (Значение умножается на 1/2, поскольку T — это время пути туда и обратно. )

Характеристики

В следующем списке показаны типичные характеристики, активируемые системой обнаружения.

[Обнаружение прозрачного объекта]

Поскольку ультразвуковые волны могут отражаться от поверхности стекла или жидкости и возвращаться к головке датчика, даже прозрачной цели могут быть обнаружены.

[Устойчив к туману и грязи]

На обнаружение не влияет скопление пыли или грязи.

[Обнаруживаемые объекты сложной формы]

Обнаружение присутствия стабильно даже для таких целей, как сетчатые лотки или пружины.

Скачать

  • Стабильное обнаружение прозрачных и других целей даже в неблагоприятных условиях Нажмите здесь, чтобы загрузить PDF

Каталог продукции KEYENCE:

Варианты ультразвукового датчика

:

  • Цифровые ультразвуковые датчики высокой мощности Серия FW

    Загрузка каталога

Прочие сопутствующие товары

  • Автономный лазерный датчик CMOS Серия ЛР-Z

    Загрузка каталога

  • Автономный датчик полного спектра Серия LR-W

    Загрузка каталога

  • Цифровой оптоволоконный датчик Серия FS-N40

    Загрузка каталога

  • Датчик зрения со встроенным ИИ Серия IV2

    Загрузка каталога

Решаем проблему с датчиком!

  • Цифровые ультразвуковые датчики высокой мощности

    серии
    FW

  • Автономный лазерный датчик CMOS
    Серия LR-Z

  • Автономный датчик полного спектра
    Серия LR-W

  • Цифровой оптоволоконный датчик
    Серия FS-N40

  • Датчик технического зрения со встроенным ИИ
    Серия IV2

Ультразвуковые датчики | УМ30 | БОЛЬНОЙ

  • Дом
  • Портфель продуктов
  • Датчики расстояния
  • Ультразвуковые датчики
  • УМ30
  • Дом
  • Портфель продуктов
  • Датчики расстояния
  • Ультразвуковые датчики
  • УМ30

Обзор семейства продуктов Английский Чешский датский Немецкий испанский финский Французский итальянский Японский Корейский Голландский польский португальский Русский Шведский турецкий Традиционный китайский Китайский

Универсальный решатель приложений

Ваши преимущества

  • Простая системная интеграция благодаря компактному дизайну
  • Гибкая адаптация к требованиям применения благодаря многочисленным вариантам конфигурации и регулируемой чувствительности
  • Надежные результаты измерений, поскольку режим синхронизации и мультиплексирования предотвращает взаимные помехи датчиков
  • Возможен недорогой мониторинг площади благодаря синхронизации датчиков конфигурации и экономит время при вводе системы в эксплуатацию
  • Встроенная температурная компенсация для высокой точности измерений
  • Режим ObSB позволяет обнаружить любой объект между датчиком и запрограммированным фоном

Обзор

Универсальный решатель приложений

Датчики семейства продуктов UM30 впечатляют своей высокой гибкостью. Различные диапазоны измерения до 8000 мм, а также бесчисленные варианты конфигурации не оставляют нерешенных задач. Высокая точность измерения, обеспечиваемая внутренней температурной компенсацией, а также независимое от цвета обнаружение объектов, устойчивость к загрязнениям и широкий диапазон рабочих температур до 70 °C обеспечивают надежную работу даже в самых сложных условиях.

Краткий обзор

  • Надежное измерение, независимо от цвета материала, прозрачности, блеска или окружающего освещения
  • Диапазон измерения до 8000 мм
  • Дисплей обеспечивает быструю и гибкую настройку датчика
  • Невосприимчивость к грязи, пыли, влажности, и туман
  • Доступны универсальные интерфейсы, включая IO-Link
  • Регулируемая чувствительность

Преимущества

Практически неограниченное использование – независимо от цвета, блеска и прозрачности

Ультразвуковые датчики SICK

выполняют задачи измерения и обнаружения в самых разных областях применения на цветных, блестящих или прозрачных поверхностях, что особенно сложно для оптических датчиков. Даже неблагоприятные условия окружающей среды, такие как пыль, грязь или туман, практически не влияют на результат измерения. Широкий диапазон обнаружения также позволяет контролировать большое поле с помощью всего одного датчика — с диапазоном измерения от 13 мм до 8 м. Где бы они ни находились: ультразвуковые датчики от SICK всегда рядом с вами в любой отрасли. Обширный ассортимент продукции предлагает широкий спектр решений для вашего применения. Посмотреть на себя.

Узнайте больше о принципе работы ультразвуковых датчиков.

(Акустический) измерение времени пролета

Датчик излучает акустический импульс, который отражается от обнаруживаемого объекта. Время, необходимое для того, чтобы импульс прошел от датчика к объекту и вернулся обратно, измеряется, оценивается и преобразуется в расстояние следующим образом.

Расстояние = скорость звука x общее акустическое время пролета (t2) / 2

Диапазон сканирования ультразвуковых датчиков Как правило, для ультразвуковых датчиков чем меньше звука поглощает измеряемый объект, тем больше возможный диапазон сканирования. Рабочий диапазон определяет расстояние, до которого возможно измерение на обычных объектах с достаточным запасом хода. В идеальных условиях датчик можно использовать даже в его предельном диапазоне. Панели переключателей используются для идеальной оценки возможностей приложения. Темно-синяя область, показанная на этих панелях переключателей, показывает пример рабочего диапазона датчика при обнаружении круглого стержня. Светло-голубая область показывает максимальную дальность обнаружения (предельную дальность), которая может быть достигнута в идеальных условиях для легко обнаруживаемых объектов, таких как приведенная здесь выровненная пластина. Эта область между датчиком и объектом измерения должна быть свободна от других объектов, чтобы предотвратить их случайное обнаружение. Обнаруживаемость и дальность обнаружения объекта зависят от его отражающих свойств, размера и ориентации. В зависимости от приложения датчик также может обнаруживать очень маленькие объекты, например металлическая проволока.

Приложения в центре внимания

Ультразвуковые датчики

действительно универсальны. Ультразвуковые датчики SICK демонстрируют свою надежность и точность практически в любом приложении, от измерения расстояний до обнаружения твердых, порошкообразных или жидких сред. Независимо от отрасли, независимо от области применения.

Ультразвуковые датчики SICK демонстрируют свои преимущества в бесконтактном обнаружении объектов во всех мыслимых областях применения. Эти универсальные устройства надежно и точно справляются со всеми требованиями автоматизации ваших процессов.

Индивидуально регулируемые звуковые лучи — оптимальное решение для вашего применения и уникальное предложение на рынке

Регулировка чувствительности датчика дает вам прямой контроль над поведением звукового луча и, следовательно, диапазоном обнаружения датчика. Это означает, что объекты в окружающей среде можно отображать или скрывать — с бесконечной настройкой.

Неважно, большой или маленький звуковой луч, узкий или широкий, дальность обнаружения медленно увеличивается или максимально возможный размер. Стенки резервуара, например, могут быть глухими в приложениях уровня, различные размеры контейнеров могут быть проверены при проверке пустых контейнеров, и даже большие площади могут контролироваться с помощью всего одного датчика.

Бесступенчатая и индивидуально регулируемая дальность обнаружения является оптимальным решением для вашего приложения. При изменении условий окружающей среды датчик можно быстро и легко настроить в соответствии с новыми требованиями. Благодаря программному обеспечению Connect+ или инженерному инструменту SOPAS от SICK возможности настройки практически не ограничены.

IO-Link

Являясь соучредителем IO-Link, компания SICK предлагает один из самых широких портфелей IO-Link на рынке. Интеллектуальные датчики с IO-Link генерируют и получают данные и информацию, которые выходят за рамки обычных сигналов переключения или измеряемых параметров процесса.

Краткий обзор ваших преимуществ

  • Интеграция датчика на уровне полевой шины обеспечивает интегрированную связь для повышения производительности системы
  • Простая замена устройства с автоматической параметризацией повышает эксплуатационную готовность машины
  • Помехоустойчивая передача сигнала повышает надежность системы
  • к производственному процессу повышает гибкость применения
  • Минимальное количество кабелей и использование неэкранированных кабелей снижает стоимость проектов
  • Визуализация на ПК обеспечивает четкое представление о функциях датчика, что делает его оптимальным решением для вашей области применения.
  • Несколько вариантов диагностики, например. при снижении уровня сигнала, чтобы избежать простоев и обеспечить планирование
  • Автоматизированные электронные списки деталей с использованием идентификаторов устройств упрощают процесс документирования, снижая сопутствующие расходы

Поговорите со своим контактным лицом в SICK или нажмите здесь.

IO-Link решает проблему устранения последних препятствий в коммуникационной цепочке за счет бесшовной интеграции датчиков в сеть автоматизации. Это открывает новые способы повышения гибкости, надежности и эффективности и может снизить затраты, связанные с вашей системой.

Пожизненные услуги SICK

Услуги SICK повышают производительность машин и оборудования, повышают безопасность людей во всем мире, обеспечивают прочную основу для устойчивого ведения бизнеса и защищают инвестиционные товары. В дополнение к своим обычным консультационным услугам, SICK оказывает прямую поддержку на месте на этапах концептуального проектирования и ввода в эксплуатацию, а также во время эксплуатации.

Спектр услуг охватывает не только такие аспекты, как техническое обслуживание и осмотр, но также включает проверку производительности, а также модернизацию и модернизацию. Модульные или индивидуальные контракты на обслуживание продлевают срок службы установок и, следовательно, повышают их доступность. Если возникают неисправности или превышены предельные значения, они всегда обнаруживаются соответствующими датчиками и системами.

Консультации и проектирование Консультации по конкретным приложениям по продукту, его интеграции и самому приложению. Ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание Оптимизированный для применения и надежный ─ благодаря профессиональному вводу в эксплуатацию и обслуживанию квалифицированным специалистом по обслуживанию SICK. Контракты на обслуживание Расширенная гарантия, дистанционное обслуживание SICK, круглосуточная служба поддержки, техническое обслуживание, гарантии доступности и другие модульные компоненты могут быть индивидуально объединены по запросу.

Приложения

Технический обзор