مجسات بالموجات فوق الصوتية

الموجات فوق الصوتية، لا يرى الشخص صوتًا بتردد أعلى من 16 كيلو هرتز ، ومع ذلك ، فإن سرعة انتشاره في الهواء معروفة وهي 344 م / ث. باستخدام البيانات المتعلقة بسرعة الصوت ووقت انتشاره ، من الممكن حساب المسافة الدقيقة التي قطعتها الموجات فوق الصوتية. هذا المبدأ هو أساس تشغيل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية.

تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في مختلف مجالات الإنتاج وهي بطريقة ما أداة عالمية لحل العديد من المشاكل في أتمتة العمليات التكنولوجية. تستخدم هذه المستشعرات لتحديد مسافة وموقع الكائنات المختلفة.

تحديد مستوى السائل (على سبيل المثال ، استهلاك الوقود أثناء النقل) ، واكتشاف الملصقات ، بما في ذلك الملصقات الشفافة ، ومراقبة حركة الجسم ، وقياس المسافة - هذه ليست سوى بعض التطبيقات الممكنة لأجهزة الاستشعار فوق الصوتية.

كقاعدة عامة ، هناك العديد من مصادر التلوث في الإنتاج ، والتي يمكن أن تصبح مشكلة بالنسبة للعديد من الآليات ، لكن جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، بسبب خصائص تشغيله ، لا يخاف على الإطلاق من التلوث ، حيث إن مبيت المستشعر ، إذا لزم الأمر ، يمكن حمايتها بشكل موثوق من التأثيرات الميكانيكية المحتملة.

يحتوي المستشعر بالموجات فوق الصوتية في تصميمه على محول كهرضغطية ، وهو باعث وجهاز استقبال. يصدر محول الطاقة الكهرضغطية سلسلة من النبضات الصوتية ، ثم يستقبل الصدى ويحول الإشارة إلى جهد يتم تغذيته بوحدة التحكم. اقرأ المزيد عن الاستخدام في التكنولوجيا هنا. تأثير كهرضغطية.

يتراوح تردد الموجات فوق الصوتية من 65 كيلو هرتز إلى 400 كيلو هرتز ، حسب نوع محول الطاقة ، ومعدل تكرار النبض بين 14 هرتز و 140 هرتز. تقوم وحدة التحكم بمعالجة البيانات وتحسب المسافة إلى الكائن.

النطاق النشط لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو نطاق الكشف عن العمل. نطاق الاكتشاف هذا هو المسافة التي يمكن لمحول الطاقة فوق الصوتي من خلالها اكتشاف كائن ما ، بغض النظر عما إذا كان الكائن يقترب من عنصر الاستشعار في اتجاه محوري أو يتحرك عبر مخروط الصوت.

هناك ثلاث طرق رئيسية لتشغيل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: الوضع المعاكس ، ووضع الانتشار ، ووضع الانعكاس.

بالنسبة للوضع المعاكس الذي يتميز بجهازين منفصلين ، جهاز إرسال وجهاز استقبال ، يتم تركيبهما مقابل بعضهما البعض. إذا تم قطع شعاع الموجات فوق الصوتية بواسطة كائن ، يتم تنشيط الإخراج. هذا الوضع مناسب للبيئات القاسية حيث تكون المناعة ضد التدخل مهمة. تنتقل حزمة الموجات فوق الصوتية مسافة الإشارة مرة واحدة فقط.هذا الحل مكلف لأنه يتطلب تركيب جهازين - جهاز إرسال وجهاز استقبال.

وضع الانتشار الذي يوفره المرسل والمستقبل في نفس السكن. تكلفة هذا التثبيت أقل بكثير ، لكن وقت الاستجابة أطول من الوضع المعاكس.

يعتمد نطاق الاكتشاف هنا على زاوية السقوط على الكائن وخصائص سطح الكائن ، حيث يجب أن تنعكس الحزمة من سطح الكائن المكتشف نفسه.

بالنسبة للوضع المنعكس ، يكون المرسل والمستقبل أيضًا في نفس السكن ، ولكن الحزمة فوق الصوتية تنعكس الآن بواسطة العاكس. يتم اكتشاف الكائنات الموجودة في نطاق الكشف عن طريق قياس التغيرات في المسافة التي تقطعها الحزمة فوق الصوتية وعن طريق تقدير الامتصاص أو فقدان الانعكاس في الإشارة المنعكسة. يمكن بسهولة اكتشاف الأجسام الممتصة للصوت ، وكذلك الأشياء ذات الأسطح الزاويّة باستخدام وضع المستشعر هذا. الشرط المهم هو أن موضع العاكس المرجعي لا يتغير.

هناك خيار آخر لاستخدام الموجات دون الصوتية في الصناعة اللحام بالموجات فوق الصوتية.