Los sensores de ultrasonidos detectan o miden distancias dentro de un rango de medición definido sin contacto y de forma fiable, independientemente de las propiedades del objeto y de condiciones ambientales como polvo, suciedad u otros contaminantes. Un sensor de ultrasonidos emite ondas de sonido de alta frecuencia y mide el tiempo que las tarda para reflejarse en un objeto y volver al sensor. El tiempo medido se utiliza para calcular la distancia entre el sensor y el objeto, basándose en la velocidad de desplazamiento del sonido. Los sensores de ultrasonidos reconocen la presencia y posición de objetos. El rango de medición de los sensores de ultrasonidos varía en función del modelo y de los factores ambientales, y suele oscilar entre unos pocos centímetros y varios metros. La frecuencia y la amplitud de las ondas de sonido, así como la potencia del emisor y la sensibilidad del receptor, son factores importantes para el rango de medición.
Aquí encontrará todos nuestros sensores de ultrasonidos para la detección de objetos, así como todos los sensores de distancia por ultrasonidos y sensores de ultrasonidos para la medición de nivel.
Los sensores de ultrasonidos se basan en la duración medida de la señal ultrasónica. Envían ondas sonoras de alta frecuencia que se reflejan en un objeto.
Se utiliza un transductor acústico especial en el sensor de proximidad por ultrasonidos, el cual permite el envío y la recepción de ondas. El transductor envía cierta cantidad de ondas, las cuales refleja el objeto a detectar. Tras enviar el pulso, el sensor de ultrasonidos pasa al modo de recepción. El tiempo hasta la llegada de un posible eco es proporcional a la distancia entre el objeto y el sensor de proximidad.
La detección de objetos solo es posible dentro del rango de medición. El usuario puede ajustar la distancia de conmutación con un potenciómetro o puede programarse con Teach-in. Si se detecta un objeto dentro de la distancia ajustada, cambia el estado de conmutación del sensor. Un led integrado informa sobre la detección de un objeto.
Las ondas se reflejan bien en diferentes superficies. Los objetos a detectar pueden ser sólidos, líquidos, granulados o pulverulentos. Los objetos transparentes y otros visualmente difíciles de detectar se detectan con sensores de ultrasonidos.
Toda la información hace referencia a un objeto cuadrado plano con las siguientes longitudes de borde:
El objeto estándar es perpendicular al eje de referencia del sensor.
La señal reflejada debe ser lo suficientemente grande para garantizar una detección de objetos segura. La intensidad de la señal reflejada también depende del tamaño del objeto. En caso de un objeto estándar definido, el rango de detección Sd se puede utilizar por completo.
Los objetos que absorben el sonido y los medios con superficies rugosas o porosas reflejan el sonido de manera difusa y, por lo tanto, reducen el rango de medición de los sensores de ultrasonidos. El rango de detección Sd se puede utilizar por completo si la rugosidad máxima de la superficie del objeto no supera los 0,2 mm.
Los haces de sonido enumerados en las páginas de datos muestran el rango de detección efectivo de los sensores de ultrasonidos. Los haces de sonido también ilustran la influencia de los haces laterales, que amplían el ángulo de apertura de los sensores. Debido a la absorción y difusión del sonido en el aire, los haces de sonido se reducen en caso de mayores distancias.
Los haces de sonido son típicos de toda una familia de sensores. El perfil 100-1000 mm se aplica, por ejemplo, a todos los tipos con este rango de detección: analógico y digital.
Se utilizan objetos estándar cuadrados de acero con las siguientes longitudes de borde para determinar los típicos haces de sonido:
Los objetos se desplazan al rango de detección en ángulo recto con respecto al eje de referencia del sensor y lateralmente a varias distancias. Los haces típicos de sonido se generan conectando posteriormente los puntos de conmutación medidos. La forma del haz de sonido cambia cuando se utilizan objetos redondos u otras geometrías diferentes.
Básicamente, la barrera de reflexión funciona conforme al mismo principio que el sensor de proximidad por ultrasonidos. A diferencia de los sensores de proximidad, requieren un reflector que refleje la señal ultrasónica. Cualquier objeto estacionario que refleje el sonido se puede utilizar como reflector (por ejemplo, una cinta transportadora, una pared, etc.). Si un objeto interrumpe el tramo entre el sensor y el reflector, el sensor ya no detecta el reflector y cambia la señal en la salida de conmutación.
Toda la información hace referencia a un objeto cuadrado plano con una longitud de borde de 30 mm (Sde > 1000 mm: longitud de borde de 100 mm, Sde ≥ 2500 mm: longitud de borde de 300 mm), que esté en posición perpendicular al eje de referencia del sensor. El reflector debe estar confeccionado con material que refleje el sonido con, al menos, las mismas dimensiones geométricas.
En el caso de barreras unidireccionales por ultrasonidos, el emisor y el receptor están alojados en dos carcasas independientes. El emisor emite continuamente ondas sonoras que llegan al receptor por el aire. Si un objeto interrumpe las ondas sonoras, el receptor pasa por la etapa de salida.
Con el potenciómetro integrado en el receptor, el usuario puede ajustar con precisión la intensificación necesaria de la señal de entrada a los objetos a detectar. El estado de salida y la intensidad de la señal recibida se indican mediante un led.
El ángulo de apertura α define la extensión espacial del haz de sonido cónico emitido por el emisor de la barrera ultrasónica.
Debido al reducido ángulo de apertura del haz de sonido del emisor ultrasónico, la repetibilidad del punto de conmutación S1 para dos objetos seguidos en condiciones idénticas es mejor que 3 mm.
La histéresis define la diferencia entre el punto de encendido S1 y el punto de apagado S2. Si un objeto de medición atraviesa el haz de sonido, se requiere un nivel de señal aproximadamente un 75 % superior para un restablecimiento claro de la señal de salida. Por lo tanto, los objetos seguidos se reconocen de forma clara.
En el caso de sensores que miden la distancia, la corriente de salida o la tensión de salida es proporcional a la distancia del objeto a detectar. El valor medido de alejamiento se emite como un valor de tensión conforme al proceso de impulsos. En función del sensor, la conductancia de la curva de salida se puede modificar mediante potenciómetro, Teach-In o qTeach y adaptar de manera óptima a la resolución requerida para la aplicación. En el caso de aplicaciones con líneas de suministro largas o elevadas niveles de interferencia, se recomienda utilizar el sensor de ultrasonidos que mide la distancia con salida de corriente.
Los sensores de ultrasonidos son los sensores más todoterreno y son adecuados para casi todas las tareas de detección en entornos industriales. Los objetos a detectar pueden ser sólidos, líquidos, granulados o pulverulentos. Detectan de forma fiable objetos brillantes, transparentes o que cambian de color. El rendimiento de los sensores de ultrasonidos resulta particularmente evidente en entornos duros, ya que son extremadamente tolerantes a la suciedad y la seguridad del proceso no se ve afectada por el polvo, el humo, la niebla o similares.
Debido a la amplia gama de aplicaciones posibles, los sensores de ultrasonidos se utilizan en diversas industrias, como la tecnología de envasado, de electrónica y de alimentación. Aquí encontrará más ejemplos de aplicación de sensores de ultrasonidos y sus ventajas en aplicaciones concretas.
Aplicaciones típicas de los sensores de ultrasonidos
