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易福门超声波传感器的技术概览

发布时间: 2020-04-26  点击次数: 154次

工作原理

 

 

对换能器施加高电压,使其在压电效应下振动,并向空气发出声音脉冲。然后,时钟脉冲发生器将传感器切换为接收模式,时间测量开始。当声音脉冲达到物体时,会产生反射回波至换能器。声音脉冲回波使换能器在压电效应下振动,信号接收完毕,时间测量结束。

超声波传感器结构:

换能器
振荡器(用来激励换能器)
驱动装置
中继器
比较器(将信号数字化)
时钟脉冲发生器


根据时间测量结果,通过以下公式计算与目标间的距离:

d = c * t / 2
其中d为距离(m)
c为声音传播速度(m/s)
t为时间(s)

超声波换能器结构如图所示。

压电元件发送和接收声波(200…400 kHz频率范围)
安装压电元件时内置泡沫物,使其能自由振动
夹具
与空气和压电元件之间声阻抗相匹配的适应层
声波


检测区域 – 漫反射式超声波传感器
某些超声波传感器仅依靠目标回波进行检测。这类传感器被称为漫反射式传感器。下图显示了其检测区域和输出状态。请注意其中的盲区 – 传感器生成、接收和评估信号所需的最小距离。

支持所有方向的直线运动(x,y,z)。避免轴旋转>4°。

应用区域 – 镜面反射式超声波传感器
镜面反射式传感器适用于声音反射性能较差(例如泡沫)、表面粗糙以及形状上含夹角的物体。这类传感器无盲区,但需要反射器(例如金属板或墙壁)。

声音/响应曲线
响应曲线可帮助用户确定超声波传感器在特定应用中的适用性。这些曲线可从产品数据表、“产品信息卡”(从数据表下载)中获得,与从一侧靠近传感器的物体相关。

距离。x轴为检测范围。y轴为声波的宽度。
检测区域。目标表面必须有一半位于此区域内,才能被检测到。
开启曲线。当目标边缘达到该曲线时,输出切换。
目标。标准目标尺寸为200 mm x 200 mm。
显示目标的50%位于检测区域内。
开关点。
对于轴向靠近传感器的目标(例如在储罐液位检测应用中),传感器会在目标达到开启曲线时立刻检测。

对于声音曲线过大的应用,考虑使用E23000使声音聚焦。
为了确保功能正确,可能需要在特定应用中进行测试。

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