Aplicações típicas de sensores ultrassônicos
Os sensores ultrassônicos detectam ou medem distâncias dentro de uma faixa de medição definida sem contato e de forma confiável, independentemente das propriedades do objeto e das condições ambientais, como poeira, sujeira ou outros contaminantes. Um sensor ultrassônico emite ondas sonoras de alta frequência e mede o tempo necessário para que sejam refletidas por um objeto e retornem ao sensor. O tempo medido é então usado para calcular a distância entre o sensor e o objeto com base na velocidade com que o som viaja pelo ar. Os sensores ultrassônicos também reconhecem a presença e a posição de objetos. A faixa de medição dos sensores ultrassônicos varia de acordo com o modelo e os fatores ambientais e, normalmente, fica entre alguns centímetros e vários metros. Fatores importantes para a faixa de medição são a frequência e a amplitude das ondas ultrassônicas, bem como a potência do transmissor e a sensibilidade do receptor.
Aqui você encontrará todos os nossos sensores ultrassônicos para detecção de objetos, bem como todos os sensores de distância ultrassônicos e sensores de nível ultrassônicos.
No sensor de proximidade ultrassônico é utilizado um transdutor de som especial, que permite que o envio e a recepção opcionais das ondas sonoras. O transdutor envia um certo número de ondas sonoras, que são refletidas pelo objeto a ser detectado. Após o envio do impulso, o sensor ultrassônico é comutado para o modo de recepção. O tempo até à chegada de um possível eco é proporcional à distância entre o objeto e o sensor de proximidade.
Só é possível uma detecção de objetos dentro da área de medição. A respectiva distância de comutação pode ser definida pelo utilizador com um potenciômetro ou aprendida através da programação. Se um objeto for detectado dentro da distância definida, o estado de comutação do sensor muda. Um LED integrado informa sobre a detecção de um objeto.
As ondas sonoras são bem refletidas em várias superfícies. Os objetos a serem detectados podem ser sólidos, líquidos, granulares ou pulverulentos. Objetos transparentes e outros oticamente difíceis de detectar são claramente detectados com sensores ultrassônicos.
Todas as informações referem-se a um objeto quadrado e plano com os seguintes comprimentos de aresta:
O objeto padrão está perpendicular ao eixo de referência do sensor.
Para garantir a detecção confiável do objeto, o sinal refletido deve ser suficientemente grande. A força do sinal refletido também depende do tamanho do objeto. No caso de um objeto padrão definido, a área de detecção Sd pode ser totalmente utilizada.
Objetos de absorção de som e os agentes com superfícies rugosas ou porosas refletem o som difusamente e, portanto, reduzem a área de medição dos sensores ultrassônicos. A área de detecção Sd pode ser totalmente utilizada se a rugosidade máxima da superfície do objeto não exceder 0,2 mm.
Os feixes de som listados nas páginas de dados mostram a área de detecção efetiva dos sensores ultrassônicos. Os feixes de som também ilustram a influência dos feixes laterais, que aumentam o ângulo de abertura dos sensores na área próxima. Devido à absorção e difusão do som no ar, os feixes de som tornam-se menores em distâncias maiores.
Os feixes de som são típicos de toda uma família de sensores. Por exemplo, o perfil 100 - 1000 mm aplica-se a todos os tipos com esta área de detecção; analógicos e digitais.
Para determinar os feixes de som típicos, são utilizados objetos quadrados padrão feitos de aço com os seguintes comprimentos de aresta:
Os objetos são movidos lateralmente para a área de detecção em ângulo reto com o eixo de referência do sensor e a várias distâncias. Os feixes de som típicos são criados ligando a seguir os pontos de comutação medidos. A forma do feixe de som muda quando são utilizados objetos redondos ou outras geometrias diferentes.
Basicamente, a barreira de reflexão funciona no mesmo princípio que o sensor de proximidade ultrassônico. Em contraste com os sensores de proximidade, no entanto, elas exigem um refletor que reflita o sinal ultrassônico. Qualquer objeto estacionário que reflita o som pode ser usado como um refletor (por exemplo, até mesmo a correia transportadora, uma parede, etc.). Assim que um objeto interrompe o caminho entre o sensor e o refletor, o sensor deixa de detectar o refletor e altera o sinal na saída de comutação.
Todas as informações referem-se a um objeto quadrado e plano com um comprimento de aresta de 30 mm (Sde> 1000 mm: comprimento de aresta de 100 mm, Sde ≥ 2500 mm: comprimento de aresta de 300 mm) que é perpendicular ao eixo de referência do sensor. O refletor deve ser feito de um bom material refletor de som com pelo menos as mesmas dimensões geométricas.
Nas barreiras ultrassônicos unidirecionais, o transmissor e o receptor estão alojados em dois compartimentos separados. O transmissor emite continuamente ondas sonoras que chegam ao receptor pelo ar. Se um objeto interromper as ondas sonoras, o receptor muda para o estágio de saída.
Com o potenciômetro integrado no receptor, o utilizador pode ajustar a amplificação necessária do sinal de entrada precisamente para os objetos a serem detectados. O estado de saída e a intensidade do sinal recebido são indicados por um LED.
O ângulo de abertura α define a extensão espacial do feixe de som cônico emitido pelo transmissor da barreira ultrassônico.
Devido ao estreito ângulo de abertura do feixe de som do transmissor ultrassônico, a repetibilidade do ponto de comutação S1 para dois objetos consecutivos sob condições idênticas é melhor do que 3 mm.
A histerese define a diferença entre o ponto de ativação S1 e o ponto de desativação S2. Se um objeto de medição romper o feixe de som, é necessário um nível de sinal aproximadamente 75% maior para uma reinicialização clara do sinal de saída. Objetos em sucessão próxima são claramente detectados.
Com sensores de medição de distância, a corrente de saída ou a tensão de saída é proporcional à distância do objeto a ser detectado. Com base no método de eco de impulso, o valor da distância medida é emitido como um valor de tensão. Dependendo do sensor, a inclinação da curva de saída pode ser alterada via potenciômetro, programação ou qTeach e adaptada de forma otimizada à resolução necessária para a respectiva aplicação. Para aplicações com longos cabos de alimentação ou elevados níveis de interferência, é recomendada a utilização do sensor ultrassônico de medição de distância com saída de corrente.
Os sensores ultrassônicos são os mais versáteis entre os sensores e são adequados para quase todas as tarefas de detecção em ambientes industriais. Os objetos a serem detectados podem ser sólidos, líquidos, granulares ou pulverulentos. Eles detetam com segurança objetos que mudam de cor, transparentes ou de alto brilho. O desempenho dos sensores ultrassônicos é particularmente evidente em ambientes hostis, pois eles são extremamente tolerantes à sujidade e a confiabilidade do processo não é prejudicada por poeira, fumo, névoa ou semelhantes.
Devido à ampla gama de aplicações possíveis, os sensores ultrassônicos são usados em vários setores, como a tecnologia de embalagem, o setor de eletrônicos e a tecnologia de alimentação. Outros exemplos de aplicação de sensores ultrassônicos e suas vantagens em aplicações específicas podem ser encontrados aqui.
Aplicações típicas de sensores ultrassônicos