Датчик ультразвуковой: Ультразвуковые датчики положения и перемещения

конструкция, принцип работы, области применения

13.04.2021

Ультразвуковой датчик применяется для обнаружения и определения расстояния до объекта, а также для контроля их движения. Передатчик излучает звуковые колебания, частота которых превышает 20 кГц. Они в виде волн «прошивают» пространство, и, встречаясь с твердыми предметами, отражаются от них и попадают в приемник датчика. Электронная схема подсчитывает расстояние до объекта согласно следующей формуле:

R = tV/2,

где R – искомое расстояние, t – промежуток времени между отправкой и приемом ультразвуковой волны, V – скорость звука.

Результат произведения делится на два, так как излучение проходит путь сначала от датчика к объекту, затем обратно. Что касается скорости звука, она зависит от свойств среды, например, в воздухе она составляет 331 м/сек, а в воде – 1 430 м/сек.

Ультразвуковой датчик определяет расстояние до объектов, расположенных на удалении не более 8 метров от излучателя.

Чем более твердой и ровной будет поверхность предмета, тем лучше от нее отражаются волны.

Строение датчика

Излучатель

В конструкции современных датчиков используются следующие типы излучателей:

• магнитострикционные – ультразвуковые колебания формируются за счет быстрого изменения размеров ферромагнетника, размещенного в переменном магнитном поле. Его плюсы: долгий срок службы (ресурс не меньше 10 тысяч часов) и высокий КПД, достигающий 80%. Есть и минусы в виде достаточно сложного устройства и быстрого нагрева, из-за чего нужно водяное охлаждение.
• пьезоэлектрические – гораздо проще в строении, если сравнивать с предыдущим видом, так как волны формируются в процессе быстрого изменения размеров мембраны в переменном электрическом поле. Сама мембрана изготовлена из диэлектрического материала. Также такие передатчики отличаются компактностью, небольшим весом и возможностью излучение ультразвука разной частоты. Существенный минус один – достаточно низкая мощность.

Приемник

В большинстве датчиков стоят пьезоэлектрические излучатели. Приемник работает благодаря аналогичному эффекту, который действует в обратном направлении. Когда мембрана начинает колебаться под влиянием отраженного ультразвука, в окружающем ее поле появляется ток.

Классификация датчиков по конструкции

• Одна головка. Передатчик и приемник – это один и то же элемент. Сперва мембрана генерирует ультразвуковое излучение, затем принимает отраженные волны и образует сигнал, который считывается электрической схемой. Устройства с одной головкой более компактные и простые. Есть существенный недостаток: наличие «мертвого» времени, срока, в течение которого затухают колебания в мембране после излучения ультразвука. Этой проблемы можно частично избежать при правильной настройке, но устранить нельзя.

• Две головки. В таком варианте излучатель и приемник располагаются по отдельности. Это исключает образование слепой зоны, и датчик исправно работает независимо от расстояния до объекта. Однако появляется потребность в тонкой настройке частоты, на которой работают оба компонента, для более точного подсчета расстояния.

Независимо от строения ультразвуковые датчики отлично подходят для обнаружения объектов и определения расстояния до них, расчета уровня жидкостей и сыпучих газов. Они способны выполнять эти задачи даже в полной темноте независимо от температуры и влажности воздуха, его задымленности и степени загрязнения пылью. Ложные срабатывания не происходят, так как приемник не реагирует на слышимый человеком звук, но может быть настроен на нужную частоту.

Области применения

Робототехника

В этой сфере ультразвуковыми датчиками расстояния решается проблема позиционирования робота в окружающем его пространстве. Датчик выступает в качестве глаз, помогает технике избегать столкновений с объектами. Кроме этого, ультразвуковые системы ориентации в пространстве имеют ряд плюсов:

• низкая цена и наличие комплектующих в свободной продаже;
• простая и надежная конструкция, собрать ее можно самому;
• легкая интеграция в схему робота без необходимости ее замены;
• универсальность – датчик можно встроить в любую технику;
• высокая точность работы независимо от условий внешней среды;
• безопасность излучения для человека и окружающей среды.

Ультразвуковые датчики используются в конструкции как наземных, так и подводных роботов. Ввиду того, что ультразвук отлично проходит сквозь воду, дым, влажный и запыленный воздух, для применения этих устройств нет никаких ограничений. Подводные роботы комплектуются не пьезоэлектрическими, а магнитострикционными излучателями – их акустическая мощность выше.

Другие сферы

Робототехника – далеко не единственная отрасль, в которой нашлось применение ультразвуковым датчикам расстояния. Они не менее широко используются для выполнения перечисленных задач:

• Определение расхода жидкостей, транспортируемых по трубопроводу. Устройство испускает ультразвуковое излучение и сравнивает скорость колебаний в направлении потока и против него. Примечательно, что для этой задачи необязательно устанавливать сенсор внутрь трубопровода. Достаточно разместить его с внешней стороны конструкции.
• Измерение уровня сыпучих и жидких материалов в емкости. Датчик испускает излучение в исследуемый материал и оценивает время, необходимое ультразвуку на отражение от границы разделения газа с жидким или сыпучим веществом. Как только затрачиваемое на это время изменяется в большую или меньшую сторону, срабатывает предупреждение.

• Отслеживание физических и химических характеристик различных веществ.
  Для этого измеряется скорость прохождения ультразвука через исследуемое вещество. Далее полученное значение сравнивается с эталоном для конкретной среды, на основе чего принимается решение о наличии либо отсутствии процессов изменения ее структуры.
• Медицина. Например, для проведения диагностики в рамках УЗИ. Принцип прост: в разных тканях человеческого организма ультразвук движется с разной скоростью. Отраженные от органов волны попадают на приемник, после чего интерпретируются и визуализируются на мониторе.

• Пожарная безопасность. Для этой цели используются чувствительные сенсоры, которые реагируют не на твердые объекты, а на движущийся воздух, разогретый огнем от пожара.
• Охранная система. Работает датчики по одному из принципов:
  • Работает в режиме обнаружения. Как только в поле его действия появляется объект, запускается охранный алгоритм.
    Это может быть включение сигнализации, вызов охраны.
  • Сенсор работает в паре с удаленным приемником. Излучение испускается передатчиком и попадает на приемник на некотором расстоянии. Как только через этот «луч» ультразвука проходит объект, сигнал прерывается, после чего срабатывает охранная сигнализация.

Датчик уровня ультразвуковой Turbimax CUS71D

Turbimax CUS71D Technical Information

Ultrasonic interface sensor

Техническая Информация (TI)

Turbimax CUS71D Инструкция по эксплуатации

Ультразвуковой датчик уровня границы раздела фаз

Руководство по эксплуатации (BA)

perspektiven Umwelt 2014

Kundenmagazin: Wasser ist unser Leben

Журнал для заказчиков (CM)

01/14

Немецкий

More process data, less installation effort

Wireless connection of measuring points at a wastewater treatment plant
with Liquiline CM44 controller

Отраслевые решения (SO)

03/13

Английский

Mehr Prozessdaten, weniger Installationskosten

Drahtlose Anbindung von Messstellen in einer Kläranlage mit dem
Liquiline CM44 Messumformer

Отраслевые решения (SO)

03/13

Немецкий

Cost savings by flocculant dosage optimization

Ultrasonic sensor assures better control of the thickener operation

Отраслевые решения (SO)

01/17

Английский

Kosteneinsparungen durch optimierte Flockungsmittelzugabe

Ultraschallsensor verbessert Regelung des Eindickers

Отраслевые решения (SO)

01/17

Немецкий

Kompetenz in der Flüssigkeitsanalyse

Vom Sensor bis zur schlüsselfertigen Komplettlösung

Области применения (FA)

03/19

Немецкий

Expertise in liquid analysis

From sensors to complete turnkey solutions

Области применения (FA)

03/19

Английский

Catálogo Portfolio Analítica

Desde sensores hasta soluciones completas

Области применения (FA)

01/17

Испанский

Esperti nell’analisi dei liquidi

Dai sensori singoli a soluzioni
complete “chiavi in mano”

Области применения (FA)

01/17

Итальянский

Jistota v analýze kapalin

Od senzorů po kompletní dodávku na klíč

Области применения (FA)

01/17

Чешский

Making sure your WWTP runs and runs and runs

Efficient and effective wastewater treatment

Брошюра об отраслевой компетенции (CP)

08/18

Английский

Damit Ihre Kläranlage läuft und läuft und läuft

Effizienz und Effektivität in der Abwasseraufbereitung

Брошюра об отраслевой компетенции (CP)

08/18

Немецкий

Aus Freude an gutem Wasser

Frische Ideen für Wasserwerke, Verteilernetze, Oberflächenwasser und
Industrieanlagen

Брошюра об отраслевой компетенции (CP)

06/20

Немецкий

For the love of quality water

Fresh ideas for waterworks, distribution networks, surface waters and
industrial plants.

Брошюра об отраслевой компетенции (CP)

06/19

Английский

Zuverlässige Überwachung von Wasserfassungen

Mit dem Wasser transportierte Feststoffe sollen in den Fassungen
abgeschieden
werden. Wasserfassungen sind häufig sehr abgelegen,eine sichere und
wartungsfreie Funktion ist daher äusserst wichtig. Dies gilt auch für
die
Messtechnik, die zur Überwachung des Geschiebes und des Sandes
eingesetzt wird.
Ultraschallmessungen erweitern hier das Anwendungsspektrum

Брошюра об отраслевой компетенции (CP)

03/15

Немецкий

Process automation worth its weight in gold

Memosens pH sensors improve processes at Agnico Eagle

Примеры успешного применения (CS)

07/16

Английский

L’automatisation des process vaut son pesant d’or

Memosens Les sondes de pH améliorent les process chez Agnico Eagle

Примеры успешного применения (CS)

07/16

French

Prozessautomatisierung, die Gold wert ist

Memosens pH-Sensoren verbessern Prozesse bei Agnico Eagle

Примеры успешного применения (CS)

07/16

Немецкий

Schlammspiegelsensor CUS 71 D

Digitaler Schlammspiegelsensor
für die Erfassung von Trennzonen und Schlammspiegel in Absetzbecken
und Behältern

Тендерная документация

12/12

Немецкий

Turbimax

Код продукта: CUS71D-
Номер декларации: EC_00153_01. 16

Декларация EU

Немецкий , Английский , French

Turbimax

Код продукта: CUS71D-
Номер декларации: EC_00153_02.16

Декларация EU

Немецкий , Английский , French

Turbimax

Код продукта: CUS71D-
Регион/Страна: Russia (TR CU)
Сертификационное агентство: EAC
Номер сертификата: EAEC N RU D-DE. BE02.B.12048/20

Прочее

Русский

Turbimax

Код продукта: CUS71D-
Регион/Страна: Russia (TR CU)
Сертификационное агентство: EAC
Номер сертификата: EAEC N RU D-DE.BE02.B.12047_20

Прочее

Русский

Liquiline M, Multicap, Turbimax

Код продукта: CM442-, CM444-, CM448-, CUS71D-
Регион/Страна: Russia (GOST)
Сертификационное агентство: Rosstandart
Номер сертификата: DE. C.29.010.A № 49542

Метрология

Русский

Типы ультразвуковых датчиков – новости и публикации компании “Радиомед Центр”

Радиомед Центр предлагает большой выбор ультразвуковых датчиков. Ниже приведено описание основных типов.

Датчики работают на основе пьезоэлектрического эффекта. При подаче тока на монокристалл возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. Так работает трансдьюсер (датчик). Лучше ознакомиться с работой ультразвука вы можете тут.

Линейные датчики 

Частота 3-15 МГц. 5 типоразмеров 
Кристаллы расположены в линию и издают звуковую волну поочередно, создавая большое прямоугольное поле обзора. За счет большой частоты позволяют получать изображение в высоком разрешении. Но при этом маленькая глубина сканирования не более 11 см. Неудобство использования из-за плоского наконечника и большого размера.
Линейные датчики используются для исследования щитовидной железы, молочных желез, небольших суставов, мышц, сосудов.

Конвексные датчики

Частота 1,8 – 7,5 Мгц
За счет изгиба и меньшего размера обеспечивает лучшее прилегание к телу. Изображение больше датчика и нужно п
Используется для исследования органов брюшной полости и забрюшинного пространства, мочевой системы, тазобедренных суставов, плода на поздних стадиях беременности.

 

Секторальные датчики 

Частота 1,5 – 5 Мгц
Для исследования небольших участков на большой глубине. Значительное несоответствие реальным размерам.
Используются для исследования сердца.

Микроконвексные датчики 

 

Имеют различную кривизну рабочей поверхности (апертура) и различный угол дуги. Обеспечивают широкий обзор. Используется в акушерстве и гинекологии

 

 

 Чреспищеводные датчики ТЭЭ 

Используются для исследования сердца со стороны митрального клапана. Имеют вращающийся излучатель. Есть датчики для трехмерного и четырехмерного сканирования.

 

Би-плановые датчики

Имеют два совмещенных излучателя. 
Конвексный+ конвексный
Линейный+ конвексный
Дают поперечный и продольный срез. У некоторых производителей есть трехплановые с одновременным выводом изображения.
Применяются для диагностики и контроля брахитерапии простаты.

 

Объемные 3D/4D датчики

Механические датчики с кольцевым вращением делают посрезовое сканирование органа. Затем данные преобразуются в изображение. Возможно применение 4d Multi slicing – ультразвуковая томография. Получение и просмотр всех срезовых изображений. 
Используются для получения трехмерных изображений при исследовании плода, сердца, брюшных органов.

 

Матричные датчики

1\5 D – полуторамерные
2 D – двухмерные позволяют делать трехмерные изображения в реальном времени.

 

 

Карандашные (слепой допплер CW) 

Датчики с разделенным приемником и излучателем. В слепом допплере нет черно-белого режима.
Используют для крупных артерий и вен всех конечностей, шеи, сердца.
Для исследования вен 4-8 Мгц.
Для исследования сердца 2 Мгц.

 

Видеоэндоскопические датчики 

Совмещают в себе гастрофиброскоп/бронхофиброскоп и ультразвук. Работают совместно с видеоэндоскопической стойкой стороннего производителя

 

Игольчатые (катетерные)

Микродатчики для ввода в труднодоступные полости, сосуды, сердце.

 

Лапароскопические 

Тонкая трубка с излучателем на конце для контроля лапароскопических операций.

Изучаем ультразвуковой датчик Lego mindstorms EV3

Содержание урока

Введение:

Текущий урок мы посвятим изучению ультразвукового датчика. Данный датчик присутствует только в образовательной версии набора Lego mindstorms EV3. Тем не менее, пользователям домашней версии конструктора советуем тоже обратить внимание на данный урок. Возможно, что прочитав о назначении и использовании этого датчика, вы пожелаете его приобрести в дополнение к своему набору.

7.1. Изучаем ультразвуковой датчик

Главное назначение ультразвукового датчика, это определение расстояния до предметов, находящихся перед ним. Для этого датчик посылает звуковую волну высокой частоты (ультразвук), ловит обратную волну, отраженную от объекта и, замерив время на возвращение ультразвукового импульса, с высокой точностью рассчитывает расстояние до предмета.

Рис. 1

Ультразвуковой датчик может выдавать измеренное расстояние в сантиметрах или в дюймах. Диапазон измерений датчика в сантиметрах равен от 0 до 255 см, в дюймах – от 0 до 100 дюймов. Датчик не может обнаруживать предметы на расстоянии менее 3 см (1,5 дюймов). Так же он не достаточно устойчиво измеряет расстояние до мягких, тканевых  и малообъемных объектов. Кроме режимов измерения расстояния в сантиметрах и дюймах датчик имеет специальный режим “Присутствие/слушать”. В этом режиме датчик не излучает ультразвуковые импульсы, но способен обнаруживать импульсы другого ультразвукового датчика.

У нашего робота, собранного по инструкции small-robot-45544, ультразвуковой датчик уже закреплен впереди по ходу движения. Подключим его кабелем к порту “3” модуля EV3 и приступим к разбору практических примеров использования ультразвукового датчика.

Задача №14: написать программу, останавливающую прямолинейно движущегося робота, на расстоянии 15 см до стены или препятствия.

Для решения задачи воспользуемся уже знакомым нам программным блоком “Ожидание” Оранжевой палитры, переключив его в Режим: “Ультразвуковой датчик” – “Сравнение” – “Расстояние в сантиметрах” (Рис. 2). Само решение будет похоже на решение Задачи №7.

Рис. 2

Решение:

1. Начать прямолинейное движение вперед (Рис. 3 поз. 1)
2. Ждать, пока значение ультразвукового датчика не станет меньше 15 см. (Рис. 3 поз. 2)
3. Прекратить движение вперед (Рис. 3 поз. 3)

Рис. 3

Задача решена!

Задача №15: написать программу для робота, держащего дистанцию в 15 см от препятствия. 

Решение: 

Поведение робота будет следующим:

• при значении показания ультразвукового датчика больше 15 см робот будет двигаться вперед, стараясь приблизиться к препятствию;
• при значении показания ультразвукового датчика меньше 15 см робот будет двигаться назад, стараясь удалиться от препятствия.

Мы уже знаем, что за организацию выбора выполняемых блоков в зависимости от условия отвечает программный блок “Переключатель” Оранжевой палитры. Установим для блока “Переключатель” режим “Ультразвуковой датчик” – “Сравнение” – “Расстояние в сантиметрах” (Рис. 4 поз.1). Параметр “Тип сравнения” блока “Переключатель” установим в значение “Больше”=2, а “Пороговое значение” определим равным 15 (Рис. 4 поз. 2). Такие настройки программного блока “Переключатель” приведут к следующему поведению программы: При показаниях ультразвукового датчика больше 15 см будут выполняться программные блоки, помещенные в верхний контейнер (Рис. 4 поз. 3), в противном случае будут выполняться программные блоки, помещенные в нижний контейнер (Рис. 4 поз. 4).

Рис. 4

Поместим в эти контейнеры программные блоки, включающие движение вперед и назад. Для того чтобы программный блок “Переключатель” выполнялся многократно, поместим его внутрь программного блока “Цикл” Оранжевой палитры (Рис. 5).

 

Рис. 5

Загрузите получившуюся программу в робота и запустите ее на выполнение. Если перед роботом отсутствует препятствие, то он поедет вперед. Поднесите руку близко к ультразвуковому датчику, попробуйте отводить – приближать руку. Как ведет себя робот? Ждем ваши комментарии к этому уроку.

7.2. Робот-полицейский

Принцип работы ультразвукового датчика очень похож на радар, который применяется для измерения скорости движущихся автомобилей. Как радар узнаёт скорость автомобиля? Он измеряет расстояние до движущегося объекта, ждёт заданное небольшое время и повторяет измерение. Разность расстояний – это пройденный путь автомобиля. Разделив пройденный путь на время между двумя измерениями, можно найти скорость, с которой двигался объект измерения.

Давайте же научим и нашего робота работе радара!

Рис. 6

Последовательность действий, выполняемых роботом, будет следующей:

• Робот ждёт появления в зоне контроля движущегося объекта;
• измеряет расстояние до объекта;
• ждёт 1 секунду;
• повторно измеряет расстояние до объекта;
• находит пройденное расстояние и сравнивает его с пороговым значением;
• выводит на экран результат и подает тревогу в случае превышения скорости.

 Начнём создавать программу для нашего робота-полицейского.

1. С помощью программного блока “Ожидание” ждём появления объекта в зоне контроля робота (Рис. 7 поз. 1). Расстояние до объекта передаем в программный блок “Математика” (Рис. 7 поз. 4).
2. С помощью программного блока “Ожидание” ждем 1 секунду.
3. Второй раз снимаем показание ультразвукового датчика (Рис. 7 поз. 3) и передаем полученное значение в программный блок “Математика” (Рис. 7 поз. 4).
4. В программном блоке “Математика” находим расстояние, пройденное объектом измерения за 1 секунду. Полученное значение передаем в программный блок “Сравнение” (Рис. 7 поз. 5) и выводим на экран (Рис. 7 поз. 6).
5. С помощью программного блока “Сравнение” (Рис. 7 поз. 5) сравниваем пройденное расстояние с пороговым значением, равным 10. Результат сравнения двух чисел представляет собой логический вывод. Логический вывод может принимать одно из двух значений: “Да” или “Нет”. Этот вывод мы передаем в прогаммный блок “Переключатель” (Рис. 7 поз. 7), настроив его на прием логических значений. Обратите внимание: шины данных, передающие логические значения, окрашены в зеленый цвет, в отличие от желтых шин данных, передающих числовые значения. (В дальнейшем мы подробнее ознакомимся с принципами обработки логических значений).
6. С помощью программного блока “Переключатель” мы организуем две ветки поведения программы в зависимости от скорости объекта. Если объект за 1 секунду приблизился к роботу, больше чем на 10 см, значит, будем считать его приближение критическим и подадим сигналы тревоги (Рис. 7 поз. 8). В противном случае будем считать, что объект движется медленно, в этом случае робот включит зеленую подсветку клавиш модуля EV3 и произнесёт “Okay”.
7. В конце программы еще раз воспользуемся программным блоком “Ожидание” (Рис. 7 поз. 10) и “придержим” завершение программы на 5 секунд, чтобы успеть прочитать информацию на экране модуля EV3.

Рис. 7 

Загрузите программу в робота, расположите робота так, чтобы перед ним на расстоянии 60 сантиметров отсутствовали другие предметы, запустите программу на выполнение. Перемещайте в направлении к роботу игрушечный автомобиль или объемный предмет, наблюдайте за реакцией робота. Попробуйте изменять пороговые значения в программе. Как изменяется поведение робота? Опишите свои наблюдения в комментарии к этому уроку.

7.3. Ультразвуковой датчик – режим “Присутствие/слушать”

Как уже отмечалось выше, в этом режиме ультразвуковой датчик способен обнаруживать излучение другого ультразвукового датчика. Результатом обнаружения является логическое значение: “Да”, если найдено ультразвуковое излучение, или “Нет”, если ничего не найдено. Данный режим можно использовать, например, в состязаниях роботов-шпионов (описание режима уже говорит о том, что для его использования необходимо минимум два робота).

Задача № 16: необходимо написать программу, обнаруживающую другого робота, с работающим ультразвуковым датчиком.

Попробуйте написать программу самостоятельно, не подглядывая в решение!

Решение Задачи №16

Используя знания, полученные ранее, попробуйте самостоятельно разобрать вариант решения Задачи №16. Предложите свой вариант решения…

Датчики расстояния ультразвуковые | Каталог

Датчики расстояния ультразвуковые

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 и американского Banner Engineering. 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 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. Доступны для заказа так же модели с дискретным выходом- одной или двумя точками переключения на заданных расстояниях, аналогично оптическим диффузионным датчикам с подавлением заднего фона. 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 и Turck.

Физика ультразвука, пьезоэлементы и выбор ультразвуковых датчиков

Физика ультразвука, пьезоэлементы (кристаллы) и правильный выбор ультразвуковых датчиков

14 февраля 2017

Уважаемые коллеги и друзья, мы начнем серию кратких статей которые описывают принципы ультразвуковой диагностики и применяемые в ней технологии. Мы намеренно будем подавать данные в кратком виде, не вдаваясь глубоко в принципы физических и математических методов построения изображений и работы программных и аналоговых фильтров. Цель написания данной серии статей – в форме брифинга представить посетителю сайта информацию о том, что и почему важно при выборе ультразвукового диагностического аппарата и принадлежностей к нему, а также какие функции и надстройки полезны, какова их практика применения и нужны ли они персонально Вам.

Сегодня статья посвящена физическим принципам диагностического ультразвука. Мы хотим в краткой форме осветить лишь то, что важно пользователю и покупателю ультразвуковой диагностической системы. Если вы хотите получить углубленные знания, мы рекомендуем вам обратится к замечательной книге, написанной профессором, доктором медицинских наук, замечательным авторитетным преподавателем кафедры биомедицинских систем и технологий Львом Васильевичем Осиповым – «Ультразвуковые диагностические приборы».

Мы намеренно не будем касаться очевидных вещей: применение того или иного датчика в зависимости от формы апертуры или частоты генерируемого ультразвука. Мы заглянем немного глубже и определим что же еще крайне важно знать при выборе ультразвукового датчика.

 

Физика ультразвука

По своей сути звук является механической волной с продольным распространением. Сам же ультразвук, который применяется в диагностической медицине, не что иное как механическая волна (звук) определенной частоты (от 1 МГц до 25 МГц).

 

Для того, чтобы ультразвук распространялся необходим субстрат (вещество), при этом колебания одной частицы вещества будут передавать другой и, таким образом, будет происходить передача энергии и распространение ультразвука.

Для того, чтобы получить ультразвук необходимой характеристики, используют ультразвуковые датчики в строении апертуры которых находятся пьезокристаллы (пьезоэлементы) – именно с помощью них и происходит генерация ультразвука, который потом, из-за плотного прилегания апертуры датчика к коже человека (благодаря использованию ультразвукового геля) передается от частицы к частице в теле человека. Сами ультразвуковые колебания генерируются с помощью пьезоэлектрического эффекта, который возникает при подаче электрического импульса на пьезокристалл в ультразвуковом датчике.

Сам пьезоэлектрический эффект разделяют на прямой и обратный. Именно пьезоэффект делает возможным использование отраженного эхосигнала ультразвуковым прибором. Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении электрического потенциала на гранях пьезокристалла при их смещении в следствии воздействия механических внешних сил (пьезокристалл сжимается и расширяется).

Получение обратного пьезоэлектрического эффекта связано с воздействием на пьезокристалл с помощью электрического напряжения (в следствии подобного воздействия также происходит смещение граней пьезокристалла). На пьезокристалл подается переменное напряжение высокой частоты, пьезокристалл начинает с высокой частотой сжиматься и расширяться, вокруг него возникает высокочастотное изменение давления, что и приводит к возникновению направленных колебаний, а это и есть необходимый нам ультразвук.

  

Выбор ультразвуковых датчиков.

В современном диагностическом приборе в апертуре ультразвукового датчика под специальным защитным материалом (похожим на резину) находятся пьезокристаллы – главный элемент, который отвечает за генерацию ультразвука нужной частоты. Сами пьезокристаллы выращивают органическим путем на специальных производствах и качество получаемого диагностического изображения линейно связано с качеством произведенного пьезокристалла. Также важно количество пьезокристаллов в апертуре, ведь чем больше пьезоэлементов, которые генерируют ультразвук, тем больше отраженного эхосигнала может получить прибор и, соответственно, тем более информативным будет диагностическое изображение.

При выборе датчика не стоит опираться только на форму апертуры и применение (линейный, конвексный, секторный фазированный, внутриполостной и т.д.). Форма апертуры и самого датчика прежде всего определяет его применимость в различных исследований. А вот на качество изображения будет влиять именно плотность расположения пьезоэлементов (пьезокристаллов) в датчике и однородность характеристик отдельных пьезоэлементов.

Подведем итог всего вышеописанного в некой произвольной форме, которая, как нам кажется, будет полезна посетителю нашего сайта:

1. 1.      Датчик если не самый важный элемент аппарата для УЗИ, то один из главных. От него зависит около 70% качества диагностического изображения;
2. 2.     Выбирая датчик, обратите внимание на количество пьезоэлементов и плотность их расположения (например: линейный датчик с апертурой 38мм может содержать как 128 так и 192, 256, 512, 1000+ элементов).
3. 3.     Если вы рассматриваете к покупке не оригинальный ультразвуковой датчик, а совместимый (стороннего производства), то подходите к такой покупке крайне аккуратно.

 

О совместимых датчиках хотелось бы добавить следующее: Производитель ультразвукового прибора крайне претенциозно относится к контролю качества над производством датчиков (и не удивительно, так как при плохом датчике обязательно будет плохая визуализация у любой, самой технологичной ультразвуковой системы). Производителю совместимого датчика, напротив, совсем не нужно так внимательно следить за качеством, такие производители преследуют свои цели: снижение себестоимости для того, чтобы успешно конкурировать с другими, более крупными и официальными производствами.

Безусловно не нужно расценивать выше написанное как информацию о том, что все совместимые датчики плохие. Конечно нет. Просто производство и продажа не оригинального совместимого датчика для ультразвукового аппарата оставляет огромное поле для маневра в случае, если кто-то захочет вас обмануть. Посудите сами: будете ли вы спрашивать количество элементов внутри датчика перед приобретением? Сможете ли вы проверить, что элементов именно столько, сколько вам назвали? Есть ли у вас возможность воспользоваться очень дорогим фантомом для определения КПД кристаллов датчика?

Как и в абсолютно любом деле, осведомленность и знания очень важны. Если вы планируете приобрести ультразвуковую диагностическую систему и/или ультразвуковой датчик, то обязательно обращайте внимание на описанные выше немаловажные детали. Если же вы планируете покупку в нашей компании, то вы можете задать все необходимые вопросы одному из наших менеджеров по контактным данным, опубликованным на сайте.  

Мы желаем вам удачной покупки!

Коллектив ООО “Медфорд”

Назад

Ультразвуковые датчики

Почти не существует материалов, которые не смог бы обнаружить ультразвуковой датчик. Поэтому интеллектуальные ультразвуковые измерители – идеальный вариант для решения задач автоматизации технологических процессов и определения положения и удаленности объекта в различных промышленных областях. Дополнительное преимущество, которым обладает ультразвуковой датчик – устойчивость к любым видам загрязнения окружающей среды. Благодаря этим преимуществам ультразвуковые датчики часто используются, как датчики измерения уровня сыпучих и жидких материалов. В зависимости от области применения, выпускаются сенсоры с цифровым и аналоговым выходами.

Ультразвуковые датчики расстояния:

• бесконтактное детектирование объекта и его удаленности при помощи ультразвука
• функция предварительного конфигурирования
• высокая точность измерений
• широкий диапазон сканирования
• сканирование прозрачных объектов и жидкостей
• стойкость к загрязнению окружающей среды
• компактность, защищенный корпус
• дискретный и аналоговый выход

Ультразвуковой датчик для бумажной промышленности:

• определение сдвоенных, одиночных и отсутствующих листов в целлюлозно-бумажной и полиграфической промышленности
• автоматическая инсталляция
• сканирование материалов любой толщины: от сверхтонких пленок до плотных металлических листов

Технические параметры	датчик UM 30-2	датчик UM 30-2	датчик UM 30-2
Габариты (диаметр х длина)	М30 х 84 мм	М30 х 102 мм	М30 х 105 мм
Материал корпуса	никелированная медь	никелированная медь	никелированная медь
Напряжение питания	9. ..30 В пост. тока	9…30 В пост. тока	9…30 В пост. тока
Класс защиты	IP 67	IP 67	IP 67
Диапазон рабочих температур	-25…70°C	-25…70°C	-25…70°C
Стандарты соответствия	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р
Настройка	Дисплей, кнопки	Дисплей, кнопки	Дисплей, кнопки
Рабочий диапазон (макс.)	30…250 мм (350) 60…350 мм (600) 200. ..1300 мм (2000)	350…3400 мм (5000)	600…6000 мм (8000)
Точность	=<2%	=<2%	=<2%
Разрешение	0,18 мм	0,18 мм	0,18 мм
Повторяемость	0,15%	0,15%	0,15%
Термокомпенсация	есть	есть	есть
Teach-in конфигурирование	есть	есть	есть
Подключение	разъем М12	разъем М12	разъем М12
Выходные параметры
Аналоговый выход	4. ..20 мА и 0…10 В пост. тока	4…20 мА и 0…10 В пост. тока	4…20 мА и 0…10 В пост. тока
1 переключающий выход	PNP или NPN, Q/ not Q, в том числе с аналоговым	PNP или NPN, Q/ not Q, в том числе с аналоговым	PNP или NPN, Q/ not Q, в том числе с аналоговым
2 переключающих выход	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2
Характеристики переключения
Сдвоенные листы	-	-	-
Отсутствие листа	-	-	-

Технические параметры	датчик UM 30	датчик UM 30	датчик UM 30	датчик UM 18 (обнаружение сдвоенных листов)
Габариты (диаметр х длина)	М30 х 127,5 мм	М30 х 135,5 мм	М30 х 138,5 мм	передатчик М18 х 21 приемник М18 х 111,5 мм
Материал корпуса	никелированная медь	никелированная медь	никелированная медь	никелированная медь
Напряжение питания	12. ..30 В пост. тока	12…30 В пост. тока	12…30 В пост. тока	20..30 В пост. тока
Класс защиты	IP 65	IP 65	IP 65	IP 65
Диапазон рабочих температур	-20…70°C	-20…70°C	-20…70°C	5..60°C
Стандарты соответствия	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р
Область сканирования	-	-	-	40 ±3 мм
Рабочая область				Бумага плотностью 20. ..1200 г/м2, металлические листы и пленки толщиной до 0.4 мм, гофрированный картон
Рабочий диапазон	30…1300 мм (2000)	350…3400 мм (5000)	800…6000 мм (8000)	-
Разрешение	0,36 мм	1 мм	1 мм	-
Воспроизводимость	0,15%	0,15%	0,15%	-
Термокомпенсация	есть	есть	есть	-
Teach-in конфигурирование	есть	есть	есть	-
Подключение	разъем М12	разъем М12	разъем М12	кабель
Выходные параметры
Аналоговый выход	4. ..20 мА и 0…10 В пост. тока	4…20 мА и 0…10 В пост. тока	4…20 мА и 0…10 В пост. тока	-
1 переключающий выход	PNP или NPN, Q/ not Q	PNP или NPN, Q/ not Q	PNP или NPN, Q/ not Q	-
2 переключающих выход	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	есть
Характеристики переключения
Сдвоенные листы	-	-	-	PNP
Отсутствие листа	-	-	-	PNP

Технические параметры	датчик UM 18	датчик UC 4 low cost	датчик UC4 standard	датчик UС 12
Габариты (диаметр х длина)	М30 х 73,3 мм	16 х 39. 5 х 16мм	16 х 39.5 х 16мм	15 х 43.5 х 50,5 мм
Материал корпуса	никелированная медь	пластик	пластик	металл
Напряжение питания	12…30 В пост. тока	20…30 В пост. тока	20…30 В пост. тока	12…30 В пост. тока
Класс защиты	IP 67	IP 67	IP 67	IP 67
Диапазон рабочих температур	-20…70°C	-20…70°C	-20…70°C	-20. ..70°C
Стандарты соответствия	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р	СЕ, ГОСТ-Р
Диапазон измерений
Диапазон срабатывания	30…250 мм (350)	13…100 мм (150)	13…150 мм (250)	20…250 мм 50…350 мм
Разрешение	0,36 мм	0.18 мм	0.18 мм	0.18 мм
Воспроизводимость	0,15%	+/- 0,15%	+/- 0,15%	+/- 0,15%
Термокомпенсация	есть	нет	есть	есть
Teach-in конфигурирование	есть	есть	есть	есть
Подключение	разъем М12	разъем М8	разъем М8	разъем М12
Выходные параметры
Аналоговый выход	4. ..20 мА или 0…10 В пост. тока	-	-	-
1 переключающий выход	PNP или NPN, Q/not Q	PNP или NPN, Q/not Q	PNP или NPN, Q/not Q	PNP/NPN, Q/not Q
2 переключающих выход	PNP или NPN, Q1, Q2/not Q1, not Q2	-	-	-
Характеристики переключения
Двоенные листы	-	-	-	-
Отсутствие листа	-	-	-	-

Connect + – новейший программатор для ультразвуковых датчиков в цилиндрических корпусах M18 и M30

• Полноценный программатор для легкой настройки ультразвуковых датчиков компании SICK
• Устройство с функцией клонирования настроек – единственное на рынке!
• Установка, запись, копирование и передача данных – быстро и легко
• Функция просмотра измеренных значений и состояния датчика на экране Вашего компьютера
• Доступ к множеству дополнительных настроек ультразвуковых датчиков
• Заказной номер 6037782

Принцип работы, применение и ограничения ультразвуковых датчиков

Рисунок 1: Ультразвуковой датчик HC SR04. (Источник: Digikey

Ультразвуковой датчик (или преобразователь) работает по тем же принципам, что и радиолокационная система. Ультразвуковой датчик может преобразовывать электрическую энергию в акустические волны и наоборот. Сигнал акустической волны – это ультразвуковая волна, распространяющаяся с частотой выше 18 кГц. Знаменитый ультразвуковой датчик HC SR04 генерирует ультразвуковые волны с частотой 40 кГц.

Обычно микроконтроллер используется для связи с ультразвуковым датчиком.Чтобы начать измерение расстояния, микроконтроллер отправляет сигнал запуска на ультразвуковой датчик. Рабочий цикл этого триггерного сигнала составляет 10 мкс для ультразвукового датчика HC-SR04. При срабатывании ультразвуковой датчик генерирует восемь всплесков акустических (ультразвуковых) волн и запускает счетчик времени. Как только будет получен отраженный (эхо) сигнал, таймер останавливается. Выходной сигнал ультразвукового датчика представляет собой мощный импульс с такой же длительностью, как разница во времени между переданными ультразвуковыми импульсами и принятым эхо-сигналом.

Рисунок 2: Представление триггерного сигнала, акустических всплесков, отраженного сигнала и выхода эхо-вывода. (Источник: Руководство пользователя HC-SR04)

Микроконтроллер интерпретирует сигнал времени на расстояние, используя следующие функции:

Теоретически расстояние можно рассчитать по формуле измерения TRD (время / скорость / расстояние). Поскольку рассчитанное расстояние – это расстояние, пройденное от ультразвукового преобразователя до объекта и обратно до преобразователя, это двустороннее путешествие.Разделив это расстояние на 2, вы можете определить фактическое расстояние от преобразователя до объекта. Ультразвуковые волны распространяются со скоростью звука (343 м / с при 20 ° C). Расстояние между объектом и датчиком составляет половину расстояния, пройденного звуковой волной. [Iv] Следующее уравнение рассчитывает расстояние до объекта, помещенного перед ультразвуковым датчиком:

Приложения

Ультразвуковые датчики используются во многих областях техники. «Бесконтактное» измерение расстояния очень полезно в автоматизации, робототехнике и приборостроении. Ниже мы исследуем области применения ультразвуковых датчиков:

Ультразвуковые анемометры

Рис. 3. Ультразвуковой анемометр 2D обнаруживает горизонтальную составляющую скорости и направления ветра (Источник: Biral).

Метеостанции обычно используют анемометры, поскольку они эффективно определяют скорость и направление ветра. Двухмерные анемометры могут измерять только горизонтальную составляющую скорости и направления ветра, тогда как трехмерные анемометры могут также измерять вертикальную составляющую ветра.

Помимо измерения скорости и направления ветра, ультразвуковые анемометры также могут измерять температуру, поскольку на скорость ультразвуковых звуковых волн влияют изменения температуры, при этом сохраняя независимость от изменений давления. Температура рассчитывается путем измерения изменений скорости ультразвукового звука.

Ультразвуковой анемометр более долговечен по сравнению с чашечным анемометром и крыльчатым анемометром, поскольку у него нет движущихся частей и он работает с использованием ультразвуковых звуковых волн. [vi]

Рис. 4. Ультразвуковой анемометр 3D измеряет как горизонтальные, так и вертикальные компоненты скорости и направления ветра. (Источник: Biral)

Манометр

Датчик уровня моря используется для контроля уровня моря. Он также обнаруживает приливы, штормовые нагоны, цунами, волны и другие прибрежные процессы. [vii] Приливомер может использовать ультразвуковой датчик для определения уровня воды в реальном времени. Датчик часто связан с онлайн-базой данных, в которой ведется запись, и в случае рискованной ситуации система может вызвать тревогу.

Уровень в резервуаре

Измерение уровня жидкости в резервуаре аналогично манометру. Однако в этом случае текучая среда может быть чистой водой, агрессивным химическим веществом или легковоспламеняющейся жидкостью. В отличие от оптических датчиков и поплавковых выключателей, ультразвуковые датчики менее подвержены коррозии, поскольку они не контактируют с жидкостью.

Функционален при солнечном свете

Солнечный свет на поверхности Земли на 52-55% состоит из инфракрасного света. [Ix] Если инфракрасный датчик обнаруживает объект с использованием инфракрасного света, процесс нарушается из-за интерференции инфракрасного света, присутствующего в солнечном свете.Однако на ультразвуковые датчики не влияет инфракрасный спектр солнечного света.

Системы веб-направляющих

Системы управления движением по полотну позиционируют плоские материалы (например, газету, пластиковую пленку) и широко используют ультразвуковые датчики. По словам Максесса: «В 1939 году Ирвин Файф изобрел первое веб-руководство в своем гараже в Оклахома-Сити, штат Оклахома, решив задачу владельца газеты по поддержанию выравнивания бумаги в его высокоскоростной газетной машине». [X] Система веб-направляющих использует бесконтактный датчик для обнаружения и отслеживания объектов на нескольких этапах.Цель состоит в том, чтобы убедиться, что материал размещен правильно. Если материал движется не по центру, система механически помещает его обратно на рабочий тракт машины. Ультразвуковые датчики подходят для систем управления полотном, поскольку этот процесс требует бесконтактного, высокоскоростного и эффективного функционирования.

БПЛА навигационный

Рис. 5. Ультразвуковой датчик, измеряющий высоту во время полета дрона. (Источник: RadioLink)

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны обычно используют ультразвуковые датчики для наблюдения за любыми объектами на пути и удалении от земли.

Автономная функция определения безопасных расстояний позволяет самолету избегать столкновений. А поскольку траектория полета изменяется мгновенно, ультразвуковое определение расстояний может предотвратить падение дрона.

Рис. 6. Ультразвуковой датчик, измеряющий расстояние от объекта во время полета дрона. (Источник: RadioLink)

Ограничения ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики, такие как HC-SR04, могут эффективно измерять расстояния до 400 см с небольшим допуском в 3 мм.[xiii] Однако, если целевой объект расположен так, что ультразвуковой сигнал отклоняется, а не отражается обратно в ультразвуковой датчик, вычисленное расстояние может быть неверным. В некоторых случаях целевой объект настолько мал, что отраженный ультразвуковой сигнал недостаточен для обнаружения, и расстояние не может быть правильно измерено.

Кроме того, такие предметы, как ткань и ковер, могут поглощать звуковые сигналы. Если сигнал поглощается концом целевого объекта, он не может отражаться обратно на датчик, и, следовательно, расстояние не может быть измерено.

Рисунок 7: Представление ультразвукового сигнала, отклоненного из-за положения целевого объекта, что приводит к ошибке. (Источник: Macduino)

Высокая чувствительность ультразвуковых датчиков делает их эффективными, но эта чувствительность также может вызывать проблемы. Ультразвуковые датчики могут обнаруживать ложные сигналы, исходящие от радиоволн, нарушенных системой кондиционирования воздуха, и импульсы, исходящие, например, от потолочного вентилятора.

Ультразвуковые датчики могут обнаруживать объекты, находящиеся в пределах их диапазона, но они не могут различать разные формы и размеры. Однако преодолеть это ограничение можно, используя два датчика вместо одного. Оба датчика могут быть установлены на некотором расстоянии друг от друга, а могут располагаться рядом. Наблюдая за перекрывающейся заштрихованной областью, можно лучше понять форму и размер целевого объекта.

Рисунок 8: Изображение перекрывающейся области при размещении двух ультразвуковых датчиков на расстоянии или рядом друг с другом. (Источник: msu.edu)

Артикул:

https: // www.mouser.com/ds/2/813/HCSR04-1022824.pdf[ii] https://www.mpja.com/download/hc-sr04_ultrasonic_module_user_guidejohn.pdf
https://www.mpja.com/download/hc- sr04_ultrasonic_module_user_guidejohn.pdf
https://www.teachengineering.org/activities/view/nyu_soundwaves_activity1
https://www.arrow.com/en/research-and-events/articles/ultrasonic-sensors-how-they-work- и как их использовать с arduino
https://en.wikipedia.org/wiki/Anemometer

Ультразвуковые датчики ToughSonic® помогают предупреждать о цунами

Принципы термической экологии: температура, энергия и жизнь; Кларк, Эндрю. 2017 г.
http://www.maxcessintl.com/fife
https://en.wikipedia.org/wiki/Web-guiding_systems
https://www.maxbotix.com/uav-ultrasonic-sensors.htm
https: //www.mouser.com/ds/2/813/HCSR04-1022824.pdf
http://cmra.rec.ri.cmu.edu/content/electronics/boe/ultrasonic_sensor/1.html
https: // www.egr.msu.edu/classes/ece480/capstone/fall09/group05/docs/ece480_dt5_application_note_nkelly.pdf
https://www.egr.msu.edu/classes/ece480/capstone/ece480/capstone/docs_docs_docs_docs_docs_docs_docspdf

PiBorg | Ультразвуковой датчик расстояния (HC-SR04)

Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 – это датчик, используемый для определения расстояния до объекта с помощью сонара. Он идеально подходит для любых ваших проектов робототехники, которые требуют от вас избегать объектов, определяя, насколько они близко, вы можете держаться подальше от них!

HC-SR04 использует бесконтактный ультразвуковой сонар для измерения расстояния до объекта и состоит из двух ультразвуковых передатчиков (в основном громкоговорителей), приемника и цепи управления. Передатчики излучают высокочастотный ультразвуковой звук, который отражается от любых ближайших твердых предметов, а приемник отслеживает любое обратное эхо. Затем это эхо-сигнал обрабатывается схемой управления для вычисления разницы во времени между передаваемым и принимаемым сигналом. Впоследствии это время может быть использовано вместе с умной математикой для расчета расстояния между датчиком и отражающим объектом!

У нас есть этот датчик, и вместе с нашим комплектом для ультразвукового монтажа вы можете легко прикрепить этот датчик к своему проекту и измерить расстояния!

Используя UltraBorg, вы можете подключить до 4 из этих датчиков HC-SR04 для получения точных измерений расстояния, не влияя на загрузку процессора, или, в качестве альтернативы, вы можете подключить один непосредственно к Raspberry Pi, используя несколько резисторов; подробности см. в этом руководстве.

HC-SR04 великолепен, так как он невысокий, может питаться через выход 5 В Raspberry Pi и относительно точен! Обратите внимание. HC-SR04 имеет выход 5 В (который необходимо уменьшить до 3,3 В для работы с Raspberry Pi).

Датчик HC-SR04 лучше всего работает в диапазоне от 2 до 400 см (от 1 до 13 футов) в пределах конуса 30 градусов и имеет точность до 0,3 см.

Ультразвуковой датчик диапазона HC-SR04 Характеристики:

• Входное напряжение: 5 В
• Потребляемый ток: 20 мА (макс.)
• Цифровой выход: 5 В
• Цифровой выход: 0 В (низкий)
• Рабочая температура: от -15 ° C до 70 ° C
• Угол срабатывания: конус 30 °
• Угол воздействия: конус 15 °
• Частота ультразвука: 40 кГц
• Диапазон: 2 см – 400 см
• Размеры
  • Длина: 43 мм
  • Ширина: 20 мм
  • Высота (с передатчиками): 15 мм
  • Расстояние между центральными отверстиями под винты : 40 мм x 15 мм
  • Диаметр отверстия под винт: 1 мм (M1)
  • Диаметр преобразователя: 8 мм

Загрузки

Ультразвуковые датчики | UM30 | SICK

Ультразвуковые датчики | UM30 | SICK

Обзор семейства продуктов английский Чешский Датский Немецкий испанский язык Финский французский язык Итальянский Японский Корейский Голландский Польский португальский русский Шведский турецкий Традиционный китайский

Ваши преимущества

• Простая интеграция в систему благодаря компактной конструкции
• Гибкая адаптация к требованиям приложения благодаря многочисленным вариантам конфигурации и регулируемой чувствительности
• Надежные результаты измерений, поскольку синхронизация и мультиплексный режим предотвращают взаимное влияние датчиков
• Возможен недорогой мониторинг области благодаря синхронизации датчиков
• Автономная конфигурация датчика на дисплее обеспечивает предварительную настройку и экономит время при вводе системы в эксплуатацию
• Встроенная температурная компенсация для высокой точности измерений
• Режим ObSB позволяет обнаруживать любой объект между датчиком и заданным фоном

Обзор

Датчики семейства UM30 впечатляют своей гибкостью. Различные диапазоны срабатывания до 8000 мм, а также бесчисленные варианты конфигурации не оставляют без внимания ни одно приложение. Высокая точность измерения, обеспечиваемая внутренней температурной компенсацией, наряду с обнаружением объектов независимо от цвета, невосприимчивостью к загрязнениям и широким диапазоном рабочих температур до 70 ° C – все это обеспечивает надежную работу даже в самых сложных условиях.

Краткий обзор

• Надежное измерение, независимо от цвета материала, прозрачности, блеска или окружающего освещения
• Диапазон чувствительности до 8000 мм
• Дисплей обеспечивает быструю и гибкую настройку датчика
• Устойчивость к грязи, пыли, влажности и туману
• Универсальные интерфейсы включая IO-Link имеется
• 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 SICK всегда рядом с вами в любой отрасли. Обширный портфель продуктов предлагает вам широкий спектр решений для вашего приложения. Посмотреть на себя.

Более Закрывать

Узнайте больше о принципе работы ультразвуковых датчиков.

(Акустическое) измерение времени пролета

Датчик излучает акустический импульс, который отражается обнаруживаемым объектом. 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 полета (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, на котором возможно измерение на обычных объектах с достаточными рабочими резервами. В идеальных условиях датчик можно использовать даже в пределах его предельного диапазона. 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. Голубая область показывает максимальный диапазон обнаружения (ограничивающий диапазон), который может быть достигнут в идеальных условиях для легко обнаруживаемых объектов, таких как приведенная здесь совмещенная 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 расположения. В зависимости от приложения датчик может также обнаруживать очень маленькие объекты, например металлическая проволока.

Приложения в фокусе

Ультразвуковые датчики – настоящие универсалы.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 сильные стороны в бесконтактном обнаружении объектов во всех мыслимых сферах применения. Эти универсалы надежно и точно справятся со всеми требованиями автоматизации ваших процессов.

Индивидуально регулируемые звуковые лучи – оптимальное решение для вашего приложения и уникальное на рынке

Регулировка чувствительности датчика позволяет напрямую управлять поведением звукового луча и, следовательно, диапазоном обнаружения датчика. Это означает, что объекты в окружающей среде можно отображать или скрывать – с бесконечной настройкой.

Не имеет значения, большой или малый, узкий или широкий звуковой луч, медленно увеличивается дальность обнаружения или максимально возможный размер.Стенки резервуаров, например, могут быть заглушены при работе с уровнями, контейнеры различных размеров могут быть проверены при осмотре пустых контейнеров, а даже большие площади могут контролироваться с помощью всего одного датчика.

Плавно и индивидуально регулируемый диапазон обнаружения – оптимальное решение для вашего приложения. При изменении окружающих условий датчик можно быстро и легко настроить в соответствии с новыми требованиями. Благодаря программному обеспечению Connect + или SOPAS Engineering Tool от SICK возможности регулировки практически не ограничены.

IO-Link

Как соучредитель IO-Link, 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 измеренных параметров процесса.

Ваши преимущества с первого взгляда

• Интеграция датчика на уровне полевой шины предлагает интегрированную связь для повышения производительности системы
• Простая замена устройства с автоматической параметризацией увеличивает эксплуатационную готовность машины
• Защита от помех повышает надежность системы
• Автоматическая конфигурация датчика в соответствии с к производственному процессу увеличивает гибкость в приложении
• Минимальное количество кабелей и использование неэкранированных кабелей снижает стоимость проектов
• Визуализация на ПК дает четкое представление о функциях датчика, что делает его оптимальным решением для вашего приложения
• Несколько диагностических варианты, e.г. при снижении мощности сигнала, чтобы избежать простоев и обеспечить планирование.
• Автоматизированные электронные списки деталей с использованием идентификаторов устройств упрощают процесс документации, сокращая сопутствующие расходы.

Обратитесь к своему контактному лицу в SICK или щелкните здесь.

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

SICK LifeTime Services

Услуги

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

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

Консультации и проектирование Консультации по конкретному применению продукта, его интеграции и самого приложения. Ввод в эксплуатацию и техобслуживание Оптимизация для применения и надежность ─ благодаря профессиональному вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию обученным специалистом по обслуживанию компании SICK. Контракты на обслуживание Расширенная гарантия, удаленное обслуживание SICK, круглосуточная служба поддержки, обслуживание, гарантии доступности и другие модульные компоненты могут быть индивидуально объединены по запросу.

Приложения

• Обзор технических данных

  Обзор технических данных

  ось Прямой

  Диапазон измерения Рабочий диапазон 30 мм. .. 6000 мм Диапазон ограничения 350 мм … 8000 мм
  Разрешение	≥ 0,18 мм
  Повторяемость	± 0,15%
  Время отклика	32 мс … 240 мс 32 мс … 240 мс 1)
  Время на выходе	8 мс … 60 мс
  Частота переключения	25 Гц 12 Гц 8 Гц 4 Гц 3 Гц
  Аналоговый выход	4 мА… 20 мА, ≤ 500 Ом 2) 0 В … 10 В, ≥ 100000 Ом
  Цифровой выход Тип PNP / NPN / двухтактный: PNP / NPN
  IO-Link ✔, IO-Link V1.1
  Степень защиты корпуса	IP65 / IP67	IP65 / IP67

Все технические данные можно найти в сопровождении отдельного продукта.

Загрузки

Пожалуйста, подождите несколько секунд…

Ваш запрос обрабатывается и может занять несколько секунд.

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN

---

Статьи о беспроводной радиосвязи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. СПРАВОЧНЫЕ СТАТЬИ УКАЗАТЕЛЬ >>.

---

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

---

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

---

Основы и типы замирания : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤

---

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

---

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

---

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

---

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>

---

Учебное пособие по 5G – В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

---

Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

---

RF Technology Stuff

На этой странице мира беспроводной радиосвязи описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP с диапазоном 70 МГц в C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide

---

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования ИУ на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.УКАЗАТЕЛЬ испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест устройства на соответствие WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

---

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

---

Поставщики, производители радиочастотных беспроводных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, микросхема индуктивности, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

---

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здравоохранении *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их.
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь.
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

---

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

---

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

RF Wireless Учебники

Датчики разных типов

Поделиться страницей

Перевести страницу

Функциональность и технология ультразвуковых датчиков

• Товары
  • Обнаружение объекта Обнаружение объекта

    Датчики, датчики приближения и световые барьеры для обнаружения объектов и положения.

  • Измерение расстояния Измерение расстояния

    Датчики для определения расстояний и информации о расстоянии от мкм до 60 м.

  • Датчики Smart Vision Датчики Smart Vision

    Простота в обращении и реализация эффективных задач контроля и управления, а также робототехники с визуальным контролем.

  • Промышленные камеры / обработка изображений
  • Удостоверение личности
  • Датчики вращения / датчики угла
  • Датчики наклона / ускорения
  • Датчики процесса Датчики процесса

    Автоматизация технологических процессов с помощью преобразователей, датчиков и измерительного оборудования для параметров давления, температуры, уровня заполнения, расхода и проводимости газообразных, жидких, пастообразных и сыпучих сред.

  • Датчики силы и тензодатчики
  • Регулировка формата Регулировка формата

    Отображение и регулировка положения упоров и форматов в машинах и системах.

  • Счетчики / дисплеи Счетчики / дисплеи

    Сбор, отображение и управление данными процесса и измеренными значениями, такими как номера единиц, время, скорости вращения и положения.

  • Аксессуары Аксессуары

    Всегда подходящий аксессуар для вашего датчика и вашего приложения.

  • Кабель / Связь
• Решения
• Компания
• Карьера
• Служба поддержки

Ультразвуковые датчики

– это универсальные датчики в мире датчиков, которые подходят практически для любых задач обнаружения в промышленных приложениях. Обнаруживаемые объекты могут быть твердыми, жидкими, гранулированными или порошкообразными. Они надежно обнаруживают прозрачные или глянцевые объекты, а также объекты изменяющего цвета.Будучи чрезвычайно устойчивыми к загрязнениям, эффективность ультразвуковых датчиков проявляется особенно в суровых рабочих условиях, поскольку на надежность процесса не оказывает негативного влияния пыль, дым, туман и т. Д.

---

Принцип работы датчика

Большинство ультразвуковых датчиков основаны на принципе измерения времени распространения звука между отправкой и приемом (бесконтактный переключатель). Принцип барьера определяет расстояние от датчика до отражателя (световозвращающий датчик) или до объекта (датчик пересечения луча) в диапазоне измерения.

Бесконтактные переключатели

Ультразвуковые датчики приближения – это простейшая форма ультразвукового обнаружения объектов. Передатчик и приемник объединены в один корпус. Ультразвук отражается непосредственно от измеряемого объекта на приемник. Ультразвуковые датчики с функцией обучения отличаются от обычных типов тем, что они предлагают более простое и разнообразное управление простым нажатием кнопки.

Типичные области применения:

• Измерение расстояния
• Измерение высоты штабеля

Датчики на отражение от рефлектора

Светоотражающий датчик работает по тому же принципу, что и ультразвуковой датчик приближения.Измерение распространения звука определяет расстояние от датчика до отражателя или до объекта в диапазоне измерения. В качестве отражателя может использоваться любой звукоотражающий, неподвижный объект.

Типичные области применения:

• Предметы неправильной формы и наклонные
• Звук отклоняющие целевые объекты
• Звукопоглощающие материалы, такие как хлопок и поролон

Сквозные лучевые датчики

Ультразвуковые датчики на пересечение луча имеют короткое время отклика и большой диапазон.Передатчик и приемник размещены в двух отдельных корпусах. Передатчик постоянно излучает звуковые волны через воздух в приемник. Приемник переключается через выходной каскад, когда объект прерывает звуковые волны.

Типичные области применения:

• Быстрое обнаружение объектов
• Подсчет объектов из материалов, которые трудно обнаружить (стеклянные контейнеры, ПЭТ-бутылки)
• Мониторинг прозрачных материалов
• Мониторинг разрыва пленки
• Мониторинг уровня в резервуарах и силосы

---

Ультразвуковые датчики приближения

Устройство и работа

Для ультразвуковых датчиков приближения используется специальный звуковой преобразователь, который позволяет попеременно передавать и принимать звуковые волны.Звуковые волны, излучаемые преобразователем, отражаются объектом и принимаются обратно в преобразователь. После излучения звуковых волн ультразвуковой датчик переключится в режим приема. Время, прошедшее между излучением и приемом, пропорционально расстоянию от объекта до датчика.

Цифровой выход

Обнаружение возможно только в зоне обнаружения. Требуемый диапазон чувствительности можно отрегулировать с помощью потенциометра датчика или с помощью электронного обучения (кнопка обучения или дистанционное обучение).Если объект обнаружен в пределах установленной области, выход изменит состояние, которое визуализируется встроенным светодиодом.

Обнаружение цели

Звуковые волны лучше всего отражаются от твердых поверхностей. Мишени могут быть твердыми, жидкими, гранулированными или порошковыми. Как правило, ультразвуковые датчики используются для обнаружения объектов, где оптическим принципам не хватает надежности.

Стандартная мишень

Стандартная цель определяется как квадратный плоский объект следующих размеров:

• 15 x 15 мм для Sde до 250 мм
• 30 x 30 мм для Sde до 1000 мм
• 100 x 100 мм для Sde> 1000 мм

Мишень должна быть установлена ​​перпендикулярно оси датчика.

Размер

Для надежного обнаружения объекта отраженный сигнал должен быть достаточно сильным. Интенсивность сигнала зависит от размера объекта. При использовании стандартного объекта доступно полное расстояние сканирования Sd.

Поверхность

Обнаружение звукопоглощающих материалов приведет к сокращению максимального расстояния срабатывания. Максимальное расстояние срабатывания может быть достигнуто, если максимальная шероховатость объекта не превышает 0,2 мм.

Типичными звукопоглощающими материалами являются:

• поролон
• хлопок / шерсть / ткань / войлок
• очень пористые материалы

Профили звукового конуса

Диаграммы профиля звукового конуса, приведенные в спецификациях этого каталога, представляют собой активные зоны чувствительности ультразвуковых датчиков. На диаграммах показаны боковые звуковые лепестки ближнего действия, которые увеличивают угол раскрытия датчика на близком расстоянии. Из-за звукопоглощения и диффузии воздуха лепестки уменьшаются на больших расстояниях.Размер, форма, свойства поверхности и направление обнаружения цели очень сильно влияют на боковую зону обнаружения ультразвукового датчика. Профили звукового конуса применимы ко всему семейству продуктов, например профиль 100-1000 мм является репрезентативным для всех связанных датчиков одного диапазона срабатывания – цифровых или аналоговых выходов и т. д.

Метод измерения

Стандартные квадратные мишени из стали используются для определения формы типичных конических профилей звукового конуса.

• 15 x 15 мм для Sde до 250 мм
• 30 x 30 мм для Sde до 1000 мм
• 100 x 100 мм для Sde> 1000 мм

Мишени расположены перпендикулярно базовой оси датчика, подходил боком на разное расстояние. Затем строится профиль звукового конуса путем соединения измеренных точек линией. Форма конуса может меняться при обнаружении объектов круглой или другой формы.

---

Ультразвуковые датчики на отражение от рефлектора

Устройство и работа

Ультразвуковой датчик с отражением от рефлектора работает аналогично ультразвуковому датчику приближения.Расстояние от датчика до отражателя или до объекта в пределах расстояния срабатывания определяется путем измерения времени распространения. В качестве отражателя можно использовать любой звукоотражающий, неподвижный объект. Расстояние срабатывания Sd (датчик расстояния-отражатель) можно отрегулировать в соответствии с заданными условиями с помощью потенциометра датчика. Пока измеренное время распространения ультразвукового сигнала соответствует расстоянию от датчика до отражателя, устройство находится в неактивном состоянии. Когда объект приближается к зоне обнаружения, время распространения изменяется, и датчик переходит в активное состояние.Это также позволяет обнаруживать звукопоглощающие и звукопоглощающие объекты.

Обнаружение объекта

Стандартный объект / отражатель

Стандартная цель определяется как квадратный ровный объект с длиной кромки 30 мм (Sde> 1000 мм: длина кромки 100 мм, Sde ≥ 2500 мм: длина кромки 300 мм), который перпендикулярен базовой оси датчика. Отражатель должен быть изготовлен из материала с хорошими звукоотражающими свойствами и быть по крайней мере такого же размера, как и цель.

Объект с близкого расстояния

Для надежного обнаружения звуковой конус должен быть полностью закрыт, чтобы от отражателя не возвращалось эхо. Необходимый для этого диаметр объекта должен быть не менее 30 мм в УРДК 30 и не менее 100 мм в УРАМ 50.

Объект в остальном рабочем диапазоне

Для надежного обнаружения объекта отраженный сигнал должен быть достаточно сильным. Сила отраженного сигнала зависит от размера объекта.Для стандартного объекта или большего размера доступно полное расстояние срабатывания Sd.

Преимущества

• Простое обнаружение даже для 100% звукопоглощающих материалов
• Надежное обнаружение звукоизолирующих объектов
• Отсутствие слепых зон перед датчиком для объектов ≥ стандартного объекта

---

Ультразвуковые сквозные лучевые датчики

Устройство и работа

Излучатель и приемник находятся в двух отдельных корпусах.Непрерывный сигнал излучателя улавливается приемником. Объект, прерывающий звуковой луч, заставит приемник отреагировать, выдав выходной сигнал. При необходимости пользователь может настроить усиление входного сигнала. Когда объект прерывает звуковой луч, приемник реагирует и выдает выходной сигнал.

С помощью встроенного потенциометра пользователь может при необходимости отрегулировать усиление входного сигнала.

Состояние выходного каскада, а также интенсивность сигнала отображаются светодиодом.

Угол звукового луча α

Угол звукового луча (α) определяет границы излучаемого конического луча ультразвукового датчика сквозного луча.

Повторяемость

Из-за малого угла звукового луча повторяемость точки переключения двух последовательных целей при идентичных условиях лучше 3 мм.

Гистерезис

Гистерезис – это разница между рабочей точкой (S1) и точкой срабатывания (S2). Если объект прерывает звуковой луч, уровень сигнала необходимо увеличить примерно на 75%, чтобы сбросить выходной сигнал.Поэтому объекты, которые следуют друг за другом в быстрой последовательности, могут быть легко обнаружены.

---

Ультразвуковые датчики расстояния

Устройство и работа

Датчик обеспечивает пропорциональный расстоянию аналоговый выходной ток или аналоговый выход напряжения, что позволяет легко выполнять бесконтактное измерение расстояния. На основе метода импульсного эха измеренное значение расстояния выводится как значение напряжения. Выходной ток или выходное напряжение пропорциональны расстоянию до обнаруживаемого объекта.

Для датчиков измерения расстояния выходной ток или выходное напряжение пропорциональны расстоянию до обнаруживаемого объекта. Крутизна выходной кривой может быть изменена в зависимости от датчика с помощью потенциометра, функции обучения или qTeach и оптимально адаптирована к соответствующему применению. В приложениях с длинными кабелями, где могут быть помехи EMI или RFI, следует использовать датчики с аналоговым токовым выходом.

---

Вас также может заинтересовать

Монтаж ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики

Обнаружение объекта

• Исключительно быстрый, компактный и прочный в одном устройстве
• Не зависит от яркости, цвета или прозрачности объекта
• Невосприимчив к пыли, влаге или окружающему свету

Открыть в селекторе продуктов

Ультразвуковые датчики расстояния

Измерение расстояния

• Маленькие и легкие конструкции
• Измерения в очень маленьких контейнерах или отверстиях
• Большие диапазоны измерения до 6000 мм
• Прочные датчики для сложных условий

Открыть в селекторе продуктов Наверх

ультразвуковые датчики | Датчики Telemecanique

Высокая устойчивость к электромагнитным помехам

Ультразвуковые датчики

XX имеют сертификат E2 для мобильного оборудования.Это влечет за собой более высокую устойчивость к электромагнитным помехам даже в самых требовательных приложениях.

Обнаружение малых целей и криволинейных поверхностей

Мощный преобразователь и превосходная электронная конструкция позволили легко обнаруживать небольшие объекты. Высокий уровень чувствительности ультразвуковых датчиков XX позволяет им обнаруживать многие плохо отражающие и изогнутые поверхности.

Обнаружение в большой зоне покрытия

В прошлом попытки обнаружить объекты на большой площади с помощью нескольких ультразвуковых датчиков иногда заканчивались неудачей из-за того, что сигналы датчиков мешали друг другу.Благодаря функции «синхронизации» ультразвуковых датчиков XX теперь можно надежно обнаруживать объекты на большой площади с минимальным риском перекрестных помех, даже если ультразвуковые датчики установлены ближе друг к другу!

Программное обеспечение Ultrasonic XX

Наше программное обеспечение Ultrasonic XX позволяет легко настраивать и настраивать диапазон конфигурируемых ультразвуковых датчиков XX. Основные и дополнительные параметры, такие как режим работы, площадь окна, гистерезис и параметры эхо-сигнала, можно настроить в соответствии с конкретными приложениями.Загрузите бесплатную копию конфигурационного программного обеспечения XX здесь и начните исследовать его возможности!

Некоторые варианты, доступные в линейке ультразвуковых датчиков XX, включают:

Ультразвуковые датчики с твердотельным дискретным выходом:

• Цилиндрические или плоские форматы
• Расстояние срабатывания от 5 см до 8 м (фиксированное рабочее расстояние или регулируемое в режиме обучения)
• Выходы PNP или NPN, функция NO или NC

Ультразвуковые датчики для контроля уровня

• Для управления 2 уровнями (уровень опорожнения и заполнения)
• Цилиндрические форматы Ø 18 и Ø 30 мм
• Расстояние срабатывания от 50 см до 2 м (регулируется в режиме обучения)

Ультразвуковые датчики с аналоговым выходом

• Аналоговый выход 4… 20 мА или 0… 10 В
• Цилиндрический или плоский формат
• Расстояние срабатывания от 50 см до 8 м (регулируется в режиме обучения)

Объекты с искривленными поверхностями.Объекты темного цвета. Не прочный материал. Прозрачные объекты.

Обнаружьте их все с помощью ультразвуковых датчиков от Telemecanique Sensors!

Просто просто!

Ультразвуковой датчик уровня воды | ysi.com

ОСОБЕННОСТИ

• Большой диапазон, короткая мертвая зона
• Не зависит от оптических факторов, таких как цвет и прозрачность
• 4-20 ма Преобразователь
• Прочный герметичный корпус для влажных или грязных применений
• Для контроля уровня воды в резервуарах и открытом канале

Ультразвуковые датчики уровня воды содержат прочный преобразователь в герметичном корпусе из нержавеющей стали для длительного срока службы и обеспечивают выходной сигнал 4–20 мА, соответствующий промышленным стандартам.Доступны три диапазона ультразвуковых датчиков уровня воды, в том числе 3 фута, 12 футов и 48 футов, для решения широкого круга задач. Уникальный ультразвуковой датчик уровня воды с диапазоном 3 футов идеально подходит для измерения расхода в небольших лотках и водосливах. Ультразвуковые датчики уровня воды 12 футов и 48 футов лучше всего подходят для измерения уровней реки, озера и резервуара, а также для измерения потока в открытом канале в больших лотках. Установка ультразвукового датчика уровня воды проста и не требует программирования или калибровки.Ультразвуковые датчики уровня воды не требуют обслуживания.

Ультразвуковые датчики уровня WL705 прочны, надежны и полностью защищены от атмосферных воздействий. Ультразвуковые датчики уровня воды идеально подходят для канализации или сточных вод. Ультразвуковые датчики уровня воды легко монтируются, поставляются со стандартным кабелем длиной 6 футов и полными инструкциями. Ультразвуковые датчики уровня воды легко подключаются ко всем ПЛК, SCADA и телеметрическим системам с помощью простого 3-проводного выхода 4-20 мА. Ультразвуковой датчик уровня воды WL705 совместим и опционально поставляется с монитором потока открытого канала Global Water FC220 и контроллером процесса PC320 (для контроля уровня воды).

Ультразвуковой датчик уровня воды Технические характеристики

Диапазоны: от 0,33 до 3 футов; От 0,33 до 12 футов; и от 1 до 48 футов
Разрешение: 0,009 дюйма, 0,035 дюйма и 0,141 дюйма
Повторяемость: больше ± 0,03 дюйма (0,76 мм) или 0,1% диапазона при постоянной температуре
Точность: лучше 0,5% диапазона при постоянной температуре; зависит от температурных градиентов, мощности эхо-сигнала от цели и скорости звука в парах. Диапазон футов: от 10 до 30 В постоянного тока при 40 мА макс.
Выход: 4-20 мА (4 мА – минимальный уровень воды, а 20 мА – максимальный уровень воды)
Частота обновления: 50 мс
Время прогрева: 15 секунд
Диапазон рабочих температур : От -40 ° до 158 ° F (от -40 ° до 70 ° C)
Влажность: 0-100% (избегайте сильной конденсации)
Материал корпуса: нержавеющая сталь 303
Монтаж:
Размер 3 и 12 футов: 30×1.Корпус с резьбой 5 мм
Диапазон 48 футов: 2,5 дюйма Наружная резьба NPT
Размеры:
Диапазон 3 и 12 футов: 4,062 дюйма в длину x 1,05 дюйма в диаметре.