超声波传感器

超音波，人不会感知频率高于 16 kHz 的声音，但是，它在空气中的传播速度是已知的，为 344 m / s。有了关于声速及其传播时间的数据，就可以计算出超声波传播的确切距离。该原理是超声波传感器运行的基础。

超声波传感器广泛应用于各种生产领域，在某种程度上是解决工艺过程自动化中许多问题的通用工具。此类传感器用于确定各种物体的距离和位置。

确定液体的液位（例如，运输中的燃料消耗）、检测标签（包括透明标签）、监测物体的移动、测量距离——这些只是超声波传感器的一些可能应用。

通常，生产中有许多污染源，这可能成为许多机制的问题，但超声波传感器由于其操作的特殊性，绝对不怕污染，因为传感器外壳在必要时，可以可靠地保护免受可能的机械影响。

超声波传感器在其设计中包含一个压电换能器，它既是发射器又是接收器。压电换能器发出一系列声音脉冲，然后接收回声并将信号转换为电压，然后馈送到控制器。在此处阅读有关技术使用的更多信息。 压电效应.

超声波频率范围从 65 kHz 到 400 kHz，具体取决于换能器类型，脉冲重复率在 14 Hz 到 140 Hz 之间。控制器处理数据并计算到物体的距离。

超声波传感器的有效范围是工作检测范围。检测范围 这是超声波换能器可以检测到物体的距离，无论物体是沿轴向接近传感元件还是穿过声锥。

超声波传感器主要有三种工作模式：对向模式、扩散模式和反射模式。

对于以两个独立的设备为特征的相反模式，发射器和接收器彼此相对安装。如果超声波束被物体中断，则输出被激活。此模式适用于抗干扰性很重要的恶劣环境。超声波束仅传播一次信号距离。这个解决方案很昂贵，因为它需要安装两个设备——一个发射器和一个接收器。

由同一外壳中的发射器和接收器提供的扩散模式。这种安装的成本要低得多，但响应时间比相反的模式要长。

此处的检测范围取决于物体的入射角和物体表面的特性，因为光束必须从被检测物体本身的表面反射。

对于反射模式，发射器和接收器也在同一个外壳中，但超声波束现在被反射器反射。通过测量超声波束传播距离的变化和估计吸收来检测检测范围内的物体或反射信号中的反射损失。使用这种传感器模式可以轻松检测到吸音物体以及具有棱角表面的物体。一个重要的条件是参考反射器的位置不变。

在工业中使用次声的另一种选择是 超声波焊接.