Ультразвуковые датчики: Ультразвуковые датчики. Типы и работа. Применение

Ультразвуковые датчики. Типы и работа. Применение

Ультразвуковые датчики обладают своими особенностями, определяющими их сферу применения. Они имеют малую дальность функционирования, направление сигнала, малую скорость распространения волн. Главным достоинством датчиков является низкая цена.

Типы ультразвуковых датчиков

Основные типы датчиков, работа которых основана на скорости ультразвука в различных средах.

Аналоговые ультразвуковые датчики

Работа такого датчика заключается в том, что время прохождения ультразвука в датчике создается в форме аналогового сигнала. Изготовители производят комбинированные датчики с двумя выходами: аналоговым и переключательным. В таких датчиках можно задавать границы измерения внутри интервала обнаружения.

Различные исполнения датчиков имеют аналоговый выход с возможностью сигнала выхода от 4 до 20 миллиампер, либо выход напряжения до 10 вольт. Существуют также датчики с автоматическим переключением вида выхода в зависимости от типа нагрузки.

Границы измерения в разных датчиках имеют возможность регулировки:

• Заданием свойств по интерфейсу.
• С помощью кодирующих переключателей.
• Двумя потенциометрами.

Цифровые ультразвуковые датчики

Существуют датчики, которые обрабатывают сигнал в цифровой вид. В них предусмотрен цифровой дисплей с прилагаемым устройством обработки данных. Чаще всего применяется интерфейс RS – 232. Это позволяет создать информативный диалог между устройством управления и датчиком, что в свою очередь увеличивает гибкость использования датчика и дает возможность более полно применять его функциональные возможности.

Цифровой интерфейс позволяет вводить параметры, необходимые для обработки сигнала. Такими параметрами являются пределы интервала обнаружения, вид переключения выхода, режим зондирования, параметры и свойства среды. Одним датчиком можно обнаружить объект, и вычислить на каком расстоянии он находится. В датчиках имеются два вспомогательных переключателя выхода.

Интеллектуальные датчики

Кроме регулируемых датчиков с возможностью настройки, существуют самообучающиеся датчики. Они могут сохранить в памяти диаграмму сигнала отражения при включении или активации конфигурации. В конце этого процесса поступающие сигналы подлежат сравнению с сохраненными ранее сигналами. Датчик взаимодействует только с отличающимися от сохраненных сигналами. В результате в интервале обнаружения посторонние объекты никак не влияют.

Инновационные ультразвуковые датчики из-за широкого применения возможностей и научных достижений в области электроники характерны своими малыми размерами. Поэтому они требуют совсем незначительное количество места для монтажа. В малом объеме корпуса заключено много сложнейших функций: компенсация температуры, синхронизация, предварительная конфигурация и т.д.

Датчики способны обнаруживать объекты бесконтактным методом в интервале 30-500 мм.

Интеллектуальные ультразвуковые датчики используются в устройствах для определения уровня наполнения емкости, сохраняют в памяти сигнал отражения при пустой емкости. При этом сохраняются все отраженные сигналы от специальной оснастки, которая вмонтирована в емкость, например, спирали нагревания, мешалки, аварийные трапы. Если уровень наполнения емкости изменяется, то отраженные сигналы сравниваются с первоначальным значением.

«Обнаруженными» являются объекты, которые не присутствовали на предварительной конфигурации. Помехи в виде случайных сигналов в результате проверки на достоверность исключаются.

Сфера использования

Работа эхолота

Действие ультразвукового датчика можно рассмотреть на работе прибора, определяющего глубину моря, то есть, эхолота. На пьезоэлемент 2 подается переменное напряжение, возникают колебания ультразвука, которые имеют направление вертикально вниз.

Импульс ультразвука отражается и поступает на пьезоэлемент 2. Электронный прибор 3 определяет время t между отправленным и принимаемым импульсами. Можно рассчитать глубину моря по формуле, из которой видно, что глубина h прямо зависит от скорости звука v и времени t: h = v * t / 2.

Шкала прибора отградуирована в метрах. Подобным образом работает ультразвуковой локатор, который определяет дальность до препятствия по ходу корабля в прямом направлении. Существуют животные, у которых есть органы чувств, работающие на ультразвуковом принципе, например, дельфины, летучие мыши.

Уровнемеры и дефектоскопы

В ультразвуковых дефектоскопах и уровнемерах применяется свойство отражения ультразвука от границы сред. Отношение между энергиями излучающих и отраженных колебаний является коэффициентом отражения. Он имеет значительную величину в средах с разными скоростями звука и плотностью. На границе сталь-вода коэффициент отражения равен 88, а на границе трансформаторное масло-вода – 0,6. Однако даже при незначительных коэффициентах отражения величина отраженного сигнала достаточна для определения положения границы сред.

Единицей измерения удаленности до границы сред является время распространения колебаний до нее и обратно до приемника. С помощью способности ультразвука проходить через любые среды можно производить измерения бесконтактным методом, не касаясь среды.

Ультразвуковые уровнемеры работаю чаще всего по принципу передачи импульсов в среду. Пьезоэлемент работает поочередно излучателем и приемником.

Импульсы высокой частоты подаются от генератора 2 по проводнику к датчику, излучающему колебания ультразвука в контролируемую среду. Они отражаются от раздела сред и приходят обратно к пьезоэлектрическому элементу, преобразующему колебания в сигнал электрического тока.

Сигнал проходит через усилитель 3 и поступает на устройство измерения 4, которое определяет время между отправлением импульса генератором 2 и возвращением его в усилитель. В итоге многоразового отражения импульса могут возвратиться несколько сигналов, которые уменьшаются в амплитуде и опаздывающие на равное время.

Частота импульсов не должна быть очень большой, так как отраженные сигналы должны успеть возвратиться до отправления следующего импульса. Такие уровнемеры работают с точностью 1% при уровне измерения около 10 метров при повышенной температуре, давлении, в агрессивной среде. В воздушном пространстве колебания ультразвука затухают намного быстрее, чем в жидкостях и твердых телах. Поэтому в устройстве расходомера излучатель целесообразно установить под емкостью с жидкостью, а не над ней.

Ультразвуковые расходомеры

Принцип действия ультразвукового расходомера заключается в эффекте суммирования скорости ультразвука в среде со скоростью перемещения среды. Пьезоэлементы 1 и 2 находятся возле трубопровода и приводятся в действие от генератора 3. Каждый пьезоэлемент поочередно действует приемником и излучателем с помощью переключателя 4.

В результате колебания ультразвука проходят в одну сторону попутно потоку среды, а другую сторону навстречу потоку. По потоку скорости колебаний складываются со скоростью потока, а в обратном направлении вычитаются.

Сигналы, прошедшие по среде, усиливаются с помощью усилителя 5 и проходят на устройство измерения 6. Разность фаз колебаний прямо зависит от скорости среды. Шкала прибора градуируется для каждой отдельной среды. Если прибор применяется для другой среды, то градуировка должна меняться.

Датчики парковки

Чаще всего датчики применяются в автомобилях в системах парковки. Датчики с повышенной дальностью работы широко применяются в системах управления транспортом в автоматическом режиме. Принцип их действия аналогичен принципу рассмотренных выше датчиков. Парктроники могут устанавливаться на различные модели автомобилей.

Действие парктроника основано на ультразвуковом принципе излучения. Это позволяет определить приближение автомобиля к другим предметам, ограждению и т. д. В этой системе ультразвуковые датчики являются генераторами ультразвука, и в то же время приемниками отраженных импульсов. В центральном контроллере сигнал обрабатывается и вычисляет расстояние до объекта. Парковочные датчики работают в ограниченной зоне, поэтому они применяются группами.

Датчики парковки отличаются моделями по типу монтажа. Существуют накладные и врезные модели. Врезные датчики устанавливаются в бампер. Предварительно в нем сверлятся специальные отверстия для монтажа.

Накладные датчики крепятся на клеевую основу. Их преимущество в том, что нет необходимости механического воздействия на бампер. Также существуют проводные модели датчиков и беспроводные устройства. Беспроводные датчики легче монтировать, однако многие автолюбители отказываются от них из-за повышенного влияния различных помех на работу датчиков.

Похожие темы:

Датчики ультразвуковые

Каталог товаров Каталог

• Предохранители и защита (5311)
  • Промышленные предохранители (825)
    • Предохранители 10,3×38мм (274)
      • Предохранители 10,3×38мм быстрые (129)
      • Предохранители 10,3×38мм медленные (60)
      • Предохранители сверхбыстродей. 10,3×38мм (85)
    • Предохранители прочие (207)
    • Предохранители высокого и среднего напряжения (39)
    • Предохранители NH (153)
    • Предохранители 14×51мм (103)
    • Предохранители 22×58мм (30)
    • Предохранители 8×31мм (19)
  • Предохранители — держатели (266)
    • Предохранители — держатели PCB (98)
    • Предохранители — держатель под шину DIN (46)
    • Предохранители — держатели для панели (75)
    • Предохранители — держатели для кабеля (47)
  • Силовые устройства защиты электроники (793)
    • Выключатели двигательные (167)
    • Разъединители (51)
    • Аксессуары (88)
    • Выключатели максимального тока (401)
    • Дифференциальные выключатели (51)
    • Ограничители перенапряжения (35)
  • Предохранители полимерные PTC (305)
    • Предохранители полимерные SMD (92)
    • Предохранители полимерные THT (213)
  • Предохранители автомобильные (185)
    • Предохранители автомобильные мини (38)
    • Автомобильные предохранители — аксесс. (5)
    • Предохранители автомобильные макси (17)
    • Предохранители автомобильные стандартные
      (33)
    • Другие автомобильные предохранители (92)
  • Предохранители SMD (476)
    • Предохранители SMD 5×20мм (20)
      • Предохранители SMD 5×20мм инерционные (20)
    • Предохранители SMD с подставкой (34)
      • Предохранители SMD с подставкой быстрые (10)
      • Предохранители SMD с подст. ультрабыст. (10)
      • Предохранители SMD с подставкой медлен. (14)
    • Предохранители SMD MGA (12)
      • Предохранители SMD MGA сверхбыстродей. (12)
    • Предохранители SMD 0603 (20)
      • Предохранители SMD 0603 ультрабыстрые (20)
    • Предохранители SMD 0402 (8)
      • Предохранители SMD 0402 сверхбыстродей. (8)
    • Предохранители SMD 0805 (6)
      • Предохранители SMD 0805 ультрабыстрые (6)
    • Предохранители SMD PICO (23)
      • Предохранители SMD PICO инерционные (10)
      • Предохранители SMD PICO сверхбыстродей. (13)
    • Предохранители SMD 8×4,5×4,5мм (26)
      • Предохранители SMD 8×4,5×4,5мм медленные (26)
    • Предохранители SMD 1206 (47)
      • Предохранители SMD 1206 быстродейств. (12)
      • Предохранители SMD 1206 ультрабыстрые (27)
      • Предохранители SMD 1206 инерционные (8)
    • Предохранители SMD остальные (32)
    • Предохранители SMD UM (64)
      • Предохранители SMD UMT медленные (41)
      • Предохранители SMD UMF быстродействующие (5)
      • Предохранители SMD UMZ инерционные (18)
    • Предохранители SMD OM (88)
      • Предохранители SMD OMF быстродействующие
        (65)
      • Предохранители SMD OMT инерционные (23)
    • Предохранители SMD 2410 (96)
      • Предохранители SMD 2410 сверхбыстрые (29)
      • Предохранители SMD 2410 медленные (44)
      • Предохранители SMD 2410 быстрые (23)
  • Миниатюрные предохранители (1436)
    • Другие предохранители (7)
    • Предохранители 5×15мм (13)
      • Предохранители 5×15мм медленные (6)
      • Предохранители 5×15мм быстрые (7)
    • Предохранители TE5 (43)
    • Предохранители 5×25мм (18)
      • Предохранители 5×25мм быстрые (9)
      • Предохранители 5×25мм средне медленные (9)
    • Осевые предохранители (2)
      • Осевые сверхбыстродейств. предохранители (54)
      • Осевые быстродействующие предохранители (41)
      • Осевые предохранители инерционные (31)
    • Предохранители 6,3×32мм (455)
      • Предохранители 6,3×32мм быстрые (158)
      • Предохранители 6,3×32мм медленные (252)
      • Предохранители сверхбыстродейс. 6,3×32мм (45)
    • Предохранители TR5 (214)
      • Предохранители быстродействующие TR5 (103)
      • Предохранители TR5 инерционные (111)
    • Предохранители 5×20мм (558)
      • Предохранители 5×20мм быстрые (202)
      • Предохранители 5×20мм медленные (260)
      • Предохранители сверхбыстродейств. 5×20мм (38)
      • Предохранители 5×20мм средне медленные (58)
  • Предохранитель специального назначения (7)
  • Предохранители термические
    (77)
  • Комплекты предохранителей (22)
  • Термисторы PTC (48)
  • Прерыватели (871)
    • Разъединители (177)
    • Аксессуары (113)
    • Реле КЗ на землю (30)
    • Дифференциальные выключатели (94)
    • Выключатели максимального тока (251)
    • Выключатели двигательные (146)
    • Ограничители перенапряжения (60)
• Трансформаторы и сердечники (3338)
  • Каркасы и аксессуары (158)
  • Сердечники ферритовые (97)
  • Трансформаторы с креплением (695)
  • Трансформаторы защитные (248)
  • Трансформаторы для печатных плат (564)
  • Трансформаторы тороидальные (651)
  • Токовые измерительные трансформаторы (516)
  • Автотрансформаторы (97)
  • Трансформаторы для печати (312)
• Корпуса в ассортименте (4004)
  • Корпуса для 19 дюймовых систем (25)
    • Аксессуары для корпусов 19 дюймов (9)
    • Корпуса система 19 дюймов (16)
  • Аксессуары для корпусов (796)
    • Заглушки (48)
    • Защитные кромки (46)
    • Ножки (287)
    • Остальные аксессуары для корпусов (201)
    • Держатели (128)
    • Ручки (86)
  • Корпуса для пультов (160)
  • Корпуса для устройств с индикатором (74)
  • Корпуса на DIN рейку (146)
  • Корпуса настенные (115)
  • Корпуса с креплением (284)
  • Корпуса с панелью (507)
  • Корпуса устройств сигнализ. и датчиков
    (37)
  • Корпуса пультовые (52)
  • Корпуса универсальные (1614)
  • Корпуса панельные (30)
  • Корпуса для модульной аппаратуры (84)
  • Корпуса для герметизации (34)
  • Корпуса для блоков питания (46)
• Пассивные компоненты (29763)
  • Защитные устройства от перенапряжения (84)
    • Устройства защиты от перенапряжений THT (41)
    • Устройства защиты от перенапряжений SMD (43)
  • Варисторы (278)
    • Варисторы блочные (10)
    • Варисторы THT (228)
    • Варисторы SMD (40)
  • Круглые ручки (853)
    • Поворотные ручки для монтаж. потенциом. (33)
    • Ручки для ползунковых потенциометров (19)
    • Шкалы (17)
    • Поворотные ручки для (749)
    • Повор. ручки прециз. для осевых потенц. (35)
  • Потенциометры (2412)
    • Потенциометры ползунковые (35)
    • Потенциометры осевые (877)
      • Потенциометры аксиальные однооборотные (745)
        • Потенциометры однооборотные угольные (327)
        • Потенциометры однооборотные керметные (101)
        • Потенциометры одноооб. из пров. пластика (231)
        • Потенциометры однооборотные проволочные (86)
      • Потенциометры аксиальные многооборотные (132)
        • Потенциометры многооборотные проволочные (116)
        • Потенциометры многооборотные керметные (16)
    • Потенциометры монтажные (1500)
      • Потенциометры монтажные THT (1196)
        • Потенциометры THT однооборотные
          (610)
        • Потенциометры THT многооборотные 1/2 дм. (16)
        • Потенциометры THT многооборотные 1/4 дм. (93)
        • Потенциометры THT многооборот. 5/16 дм. (21)
        • Потенциометры THT многооборотные 19мм (123)
        • Потенциометры THT многооборотные 3/8 дм. (333)
      • Потенциометры монтажные SMD (301)
        • Потенциометры SMD многооборотные (144)
        • Потенциометры SMD однооборотные (157)
      • Инстр. для настройки потенциометров (3)
  • Дроссели (2097)
    • Дроссели SMD мощности (597)
    • Дроссели SMD (501)
      • SMD 1206 Inductors (6)
      • SMD 0805 Inductors (7)
      • SMD 1210 Inductors (8)
      • SMD 1812 Inductors (17)
      • Дроссели SMD прочие (5)
    • Дроссели THT (805)
      • Дроссели аксиальные (195)
      • Дроссели кольцевые (361)
      • Дроссели вертикальные (249)
    • Катушки SMD (156)
    • Audio Coils,Audio Coils (38)
  • Конденсаторы (10094)
    • Триммеры (10)
    • Конденсаторы ниобиевые SMD (21)
    • Полимерные конденсаторы (85)
    • Конденсаторы MLCC THT (139)
    • Конденсаторы SMD остальные (26)
    • Конденсаторы электр. винтовые и другие (99)
    • Конденсаторы для ламп (42)
    • Конденсаторы полиэфирные (677)
      • Конденсаторы полиэфирные THT (638)
      • Конденсаторы полиэфирные SMD (39)
    • Конденсаторы для двигателей (221)
    • Конденсаторы керамические THT (263)
      • Конденсаторы керамические THT 50В (32)
      • Конденсаторы керамические THT 100В (32)
      • Конденсаторы керамические THT 3кВ (21)
      • Конденсаторы керамические THT 10кВ (8)
      • Конденсаторы керамические THT 500В (34)
      • Конденсаторы керамические THT 4кВ (6)
      • Конденсаторы керам. противопомеховые (87)
      • Конденсаторы керамические THT 1кВ (26)
      • Конденсаторы керамические THT 2кВ (17)
    • Суперконденсаторы (69)
    • Конденсаторы полипропиленовые (1056)
      • Конденсаторы полипропиленовые X2/Y2 (376)
      • Конденсаторы полипропиленовые стандарт. (674)
      • Полипропиленовые конденсаторы X1 (6)
    • Конденсаторы танталовые (1119)
      • Конденсаторы танталовые THT (152)
      • Конденсаторы танталовые SMD (863)
      • Полимерные танталовые конденсаторы (104)
    • Конденсаторы электролитические SMD (760)
      • Конденсаторы электролитические SMD 125°C (76)
      • Конденсаторы электролитические SMD 85°C (100)
      • Конденсаторы электролитические SMD 105°C (333)
      • Конденсаторы электр. SMD низкоимпенданс. (251)
    • Конденсаторы электролитические SNAPIN (835)
      • Конденсаторы электр. SNAPIN 85°C (312)
      • Конденсаторы электр. SNAPIN 105°C (523)
    • Конденсаторы MLCC SMD (1867)
      • Конденсаторы MLCC SMD 0603 (440)
      • Конденсаторы MLCC SMD 0402 (173)
      • Конденсаторы MLCC SMD 1206 (445)
      • Конденсаторы MLCC SMD 0805 (600)
      • Конденсаторы MLCC SMD 1210 (137)
      • Конденсаторы MLCC SMD 1812 (38)
      • Конденсаторные сборки MLCC SMD (15)
      • Конденсаторы MLCC SMD 2220 (19)
    • Конденсаторы электролитические THT (2455)
      • Конденсаторы электролитические THT 105°C (872)
      • Конденсаторы электролитические THT 85°C (542)
      • Конденсаторы электр. THT низкоимпендан. (862)
      • Конденсаторы электр. THT биполярные (96)
      • Конденсаторы электролитические THT 125°C (83)
    • Бумажные конденсаторы (20)
    • Полипропиленовые конденсаторы аудио (178)
    • Электролитические конденсаторы аудио (152)
      • Электролитические конденсаторы аудио THT (152)
  • Улучшение коэффициента мощности (267)
    • Конденсаторы для компенсации реактивной мощности (174)
    • Дроссели (62)
    • Конденсаторы (1)
    • Контакторы для конденсаторов (17)
    • Регуляторы мощности (13)
  • Кварцы и фильтры (820)
    • Фильтры и резонаторы SAW (12)
    • Генераторы кварцевые (359)
      • Кварцевые генераторы SMD (320)
      • Кварцевые генераторы THT (39)
    • Фильтры и резонаторы керамические (12)
      • Фильтры и резонаторы керамические THT (29)
      • Фильтры и резонаторы керамические SMD (38)
    • Резонаторы кварцевые (370)
      • Кварцевые резонаторы SMD (199)
      • Кварцевые резонаторы THT (171)
  • Ферриты EMI/EMC (845)
    • Ферриты — бусинки (150)
    • Ферриты цилиндрические (198)
    • Ферриты на провод (180)
    • Ферриты — дроссели (21)

принцип работы и устройство прибора для измерения расстояния

Ультразвуковой датчик измеряет расстояние до целевых объектов по воздуху, используя бесконтактную технологию. Он отличается простотой в работе, надёжностью и экономичностью. Принцип работы этого прибора основан на технике, применяемой различными животными. Гаджет обеспечивает точные измерения во многих сложных средах и необычных материалах.

Особенности работы и история изобретения

Ультразвуковой датчик излучает короткие высокочастотные звуковые импульсы через равные промежутки времени. Они распространяются в воздухе со скоростью звука. Если импульсы сталкиваются с объектом, то отражаются обратно на датчик в виде сигналов эха. Прибор самостоятельно вычисляет расстояние до цели на основе временного интервала между испусканием сигнала и получением эха.

Поскольку расстояние до объекта определяется измерением времени полёта, а не интенсивностью звука, ультразвуковые датчики идеально подходят для подавления фоновых помех. Практически все предметы, отражающие звук, могут быть обнаружены независимо от их цвета. Прозрачные материалы или тонкая фольга тоже не являются проблемой для ультразвуковых волн, так как прибор способен видеть сквозь пылевые, воздушные и чернильные туманы. Даже тонкие отложения на сенсорной мембране не ухудшают его функции.

История изобретения ультразвукового датчика относится к 1790 году, когда Ладзаро Спалланцани впервые обнаружил, что летучие мыши маневрируют в полете, используя слух, а не зрение. Спалланцани провёл над летучими мышами ряд экспериментов, после чего пришёл к выводу, что они используют звук и уши для навигации в полной темноте. Он был пионером первоначального изучения эхолокации, хотя его исследование ограничивалось только наблюдением.

Позже учёные перешли к исследованиям сенсорных механизмов. В 1930-х годах исследователь Дональд Гриффин первым подтвердил, что летучие мыши перемещаются, используя звук для навигации, и открыл тайну их замечательной способности перемещаться в темноте. Как удалось выяснить, животные испускали ультразвуковые звуки и слышали отражённые звуковые волны, чтобы точно определить объекты в их траектории полёта. Гриффин назвал сенсорно-акустическую форму летучих мышей навигационной эхолокацией.

Эхолокация — это использование звуковых волн и эхосигналов для определения того, где и на каком расстоянии находятся объекты.

Способность обнаруживать и излучать ультразвуковые частоты, находящиеся выше человеческого диапазона слуха, является важным инструментом выживания не только у летучих мышей. Ночные и морские животные полагаются на чувствительные системы для навигации и поиска добычи, в то время как некоторые насекомые используют ультразвуковой слух для обнаружения хищников. Эта способность важна для многих животных.

Ультразвуковой принцип

Ультразвуковой сенсорный модуль состоит из передатчика и приёмника. Любой звук выше 20 килогерц (20 000 герц) считается ультразвуком. По этой причине все звуки выше диапазона человеческого слуха называются ультразвуковыми. Передатчик испускает ультразвуковые излучения 40 кГц, а приёмник предназначен только для приёма звуковых волн 40 кГц. Датчик приёмника, находящийся рядом с передатчиком, может улавливать отражённые звуковые волны, когда модуль сталкивается с любым препятствием впереди.

Всякий раз, когда перед ультразвуковым модулем возникают препятствия, он рассчитывает время, затрачиваемое на отправку сигналов и их приём, поскольку время и расстояние связаны со звуковыми волнами, проходящими через воздушную среду со скоростью 343,2 м/сек. После приёма сигнала на дисплее отображаются данные. Таким образом можно измерить широкий диапазон материалов, включая:

• твёрдые или мягкие;
• цветные или прозрачные;
• плоские или изогнутые.

Устройство и технические характеристики

Эти приборы могут определять высоту, ширину и диаметр объектов, используя один или несколько датчиков. Элементы могут быть выбраны или отклонены в зависимости от их размеров или профилей.

Ультразвуковой датчик расстояния определяет пространство до объекта, измеряя время, затраченное звуком для его отражения. Частота звука находится в диапазоне ультразвука, что обеспечивает более точное направление звуковой волны. Это происходит благодаря тому, что звук, находящийся на более высокой частоте, рассеивается в окружающей среде.

В приборе находится две мембраны. Одна из них производит звук, а другая принимает отражённое эхо. В роли мембран в устройстве обычно выступают динамик и микрофон. Звуковой генератор создает короткие ультразвуковые импульсы и запускает таймер. Вторая мембрана регистрирует приход звукового импульса и останавливает таймер. Из полученному времени можно рассчитать путь, который преодолел звук. Расстояние до объекта составляет половину пути, пройденного звуковой волной.

Применение и преимущества

Датчики расстояния широко применяются в повседневной жизни. Автомобили оснащены датчиками парковки. Помимо измерения расстояний они могут просто зарегистрировать присутствие объекта в диапазоне измерений, например, в опасных зонах рабочих машин. Такие приборы используются в широком спектре отраслей промышленности, например:

• в печати;
• при конвертировании;
• в робототехнике;
• во время обработки материалов;
• в транспортировке и т. д.

Датчики расстояния могут использоваться для контроля или указания положения предметов и материалов. Эти приборы настолько широко применяются, что они могут быть надёжно реализованы в приложениях для измерения зернистости материала, определения уровня воды и многого другого, так как ультразвук отражается почти от любых поверхностей. Исключение составляют только мягкие материалы, например, шерсть. Её поверхность поглощает ультразвуковую волну и не отражает звук.

Ультразвуковые измерители расстояния превосходят инфракрасные датчики, поскольку они не подвержены воздействию дыма и других факторов. Хоть эта система не полностью идеальна, она является хорошим, надёжным и экономичным решением для определения расстояния и препятствий.

Гаджеты соединяются со всеми распространёнными типами средств автоматизации и телеметрии. Приложения варьируются от простых аналоговых подключений до сложных сетей передачи данных с несколькими датчиками.

Охранные датчики движения | Статья

  Датчик движения — это устройство для получения информации о состоянии контролируемой им системы, преобразующее данные об изменении характеристик исследуемой области в сигнал, удобный для дальнейшего использования.
Если говорить бытовым языком, датчик движения определяет наличие перемещений в видимой ему зоне и в случае обнаружения, выполняет заложенную в нем функцию, чаще всего подает напряжение на один из своих контактов или же наоборот — размыкает выходные контакты.

В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:

• Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)
• Управлении освещением
• Системах у много дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.

Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:

1. Инфракрасные датчики движения (ИК)
2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)
3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)
4. Комбинированные датчики движения

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения: способы установки, подключения, форм-фактор.

Инфракрасные (ИК) датчики движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.
Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.
— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.
— Относительно небольшой диапазон рабочих температур
— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов
— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.
— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

Ультразвуковые (УЗ) датчики движения

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию.

Как работает ультразвуковой датчик движения?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.
Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.
Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт
— Относительно невысокая дальность действия
— Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

— Относительно невысокая стоимость
— Не подвергаются влиянию окружающей среды
— Определяют движение вне зависимости от материала объекта
— Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости
— Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

Микроволновые (СВЧ) датчики движения

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

Как работает микроволновой датчик движения?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.
Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями
— Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.
— СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.
Преимущества микроволновых датчиков движения:
— Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.
— Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов
— Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта
— Датчик обладает более компактными размерами
— Может иметь несколько независимых зон обнаружения

Комбинированные или совмещенные датчики движения

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КОМБИНИРОВАННЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ

Комбинированный охранный извещатель – это извещатель, позволяющий выявить объект обнаружения на основе использования двух и более различных физических принципов действия, при этом совмещаются зоны обнаружения по этим принципам и  формирующий извещение о тревоге при различных видах физического воздействия объекта обнаружения”.

Можно заключить: эти извещатели должны иметь по крайней мере два канала различного типа.

Комбинированный извещатель обеспечивает обнаружение при использовании информации по каналам, например, с формированием сигнала тревоги по логике И либо ИЛИ.

Совмещенный извещатель может быть выполнен в виде двух извещателей разного типа в одном корпусе с раздельными выходами сигналов тревоги по каждому каналу, что обеспечивает возможность их различного включения в шлейфы (в шлейф) сигнализации. Совмещенный извещатель является более универсальным устройством и может выполнять функции комбинированного извещателя с логикой ИЛИ либо И при соответствующем включении.

Читайте также: Ранцевые огнетушители РЛО

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 расширенные параметры, такие как режим работы, площадь окна, гистерезис и параметры эхо-сигнала, могут быть настроены 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 (уровни 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 всех с помощью ультразвуковых датчиков от Telemecanique Sensors!

Просто просто!

Лучший ультразвуковой измерительный датчик — отличные предложения на ультразвуковой измерительный датчик от глобальных продавцов ультразвуковых измерительных датчиков

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для ультразвукового датчика измерения.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший ультразвуковой датчик скоро станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели ультразвуковой датчик на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в ультразвуковом датчике и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести ультразвуковой датчик по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

ультразвуковые датчики уровня | Уровень, объем и расход

Наши ультразвуковые датчики уровня известны своей программируемостью в полевых условиях. За считанные минуты вы можете идеально подобрать параметры вашего датчика для вашего приложения, что обеспечит вам непревзойденную производительность.

Большинство наших ультразвуковых датчиков предназначены для использования в системах измерения уровня с диапазонами от 4 дюймов до 50 футов.Они используются как в помещении, так и на улице, способны контролировать в холодную и жаркую погоду. Автоматическая температурная компенсация входит в стандартную комплектацию каждой модели.

Программирование наших ультразвуковых датчиков уровня относительно просто и обычно выполняется менее чем за 30 минут. Этот процесс довольно прост, и наша техническая поддержка готова помочь, если у вас возникнут проблемы.

Можно настроить три основных параметра:

• Сила и чувствительность импульса
• Фильтрация и время отклика
• Выходы и точки срабатывания

Сила и чувствительность импульса

Регулятор мощности импульса позволяет точно настроить всплески звуковых волн для оптимального обнаружения для вашего приложения.Настройка чувствительности позволяет контролировать, насколько сильно датчик будет улавливать эхо. Проще говоря, сила импульса подобна регулятору громкости динамика, а чувствительность — регулятору громкости слухового аппарата.

Регулировка двух важна. Вам нужно, чтобы ваш пульс был настолько высоким, насколько это необходимо для получения хорошего обратного сигнала. Если вы все время оставляете его на высоком уровне, он изнашивается быстрее, так же как громкоговоритель может вылететь из-за слишком большой громкости. В отличие от динамика, ультразвуковой преобразователь — часть, которая производит и принимает звуковые волны, — не сдувается, но со временем изнашивается.

Итак, если у вас максимально увеличена сила пульса, чтобы получить хороший обратный сигнал, это означает, что ваши датчики недостаточно мощные. Вам нужен ультразвуковой сканер с большим радиусом действия, чтобы вы могли поддерживать средний пульс. Это даст вам лучший сигнал и увеличит срок службы вашего датчика уровня.

Настройки чувствительности связаны с получением эхо-сигналов. Если вам придется слишком сильно повысить чувствительность, вы начнете улавливать нежелательные эхо и ошибочные показания.Необходимость поддерживать слишком высокую чувствительность является симптомом либо настройки низкой мощности импульса, либо цели, которая поглощает или рассеивает ваш сигнал, либо датчика со слишком коротким диапазоном измерения.

Уравновешивание силы импульса и чувствительности имеет решающее значение для надежного измерения и долговечности датчика. Хорошая новость в том, что вы, вероятно, сможете использовать AutoSense, который автоматически регулирует силу импульса и чувствительность до оптимальных настроек.

Фильтрация и время отклика

Ультразвуковой датчик уровня позволяет легко отфильтровать нежелательные эхо-сигналы с помощью нескольких различных настроек.Вы можете контролировать максимальное и минимальное расстояние обнаружения, усреднение ваших показаний и скорость реакции на изменение уровня.

Установка максимального и минимального расстояния обнаружения просто заставляет датчик игнорировать любые эхо-сигналы за пределами этого диапазона. Минимальное расстояние обнаружения действительно контролируется путем увеличения расстояния гашения, которое представляет собой небольшое расстояние прямо перед лицевой стороной датчика, где ничего не может быть обнаружено (см. Индивидуальные характеристики датчика). Настройка максимального расстояния полезна, если вы игнорируете статические или подвижные объекты на расстоянии.

Усреднение ваших показаний — это способ сгладить изменения уровня. Эта функция вам понадобится, если у вас нет очень медленно движущейся, совершенно неподвижной поверхности, которую нужно обнаружить. Любое количество турбулентности или неравномерного движения на поверхности, усреднение становится очень ценным. Просто скажите датчику, сколько отсчетов (единичных показаний) вы хотите усреднить. Чем больше образцов вы выберете, тем сильнее будет эффект сглаживания.

Управление скоростью отклика на изменение уровней очень помогает отфильтровать большой шум.Этот параметр называется окном или установленным расстоянием по вашему выбору перед и за текущим показанием расстояния. Это движущееся окно, которое следует за текущим принятым показанием. Наряду с окном вы установите количество образцов, которое датчик должен обнаружить за пределами окна, прежде чем он будет подтвержден как новый уровень. По сути, вы заставляете свой датчик дважды проверять изменения уровня, прежде чем он подаст его вам в качестве выходного сигнала.

Как усреднение, так и настройки Windows могут ускорить или замедлить время отклика.Если у вас есть быстро движущаяся цель, вам следует быть здесь осторожным. Более низкое усреднение и более свободное окно необходимы, чтобы ваши показания не отставали от быстрых изменений.

Выходы и точки срабатывания

Настройка вывода на наших ультразвуковых датчиках уровня — это простой процесс определения максимального и минимального значений вывода. Но это еще не все! Наша самая популярная серия может включать 2 встроенных точки срабатывания NPN.

Точки срабатывания помогают легко управлять насосами, сигналами тревоги и клапанами.Другие производители не включают точки срабатывания в свои ультразвуковые датчики уровня, вынуждая вас тратить еще пару сотен долларов на модуль. Мы не только предлагаем их встроенные в датчик, но и предлагаем их без дополнительных затрат.

Многофункциональность против недостатка функций

Некоторые из наших конкурентов хотят, чтобы вы поверили, что их недорогие ультразвуковые датчики уровня так же хороши, как и наша линия более высокого качества. Дело в том, что они не позволяют программировать ваш датчик, как это делаем мы.