7、檢測(cè)范圍和聲波發(fā)射角

超聲波傳感器的檢測(cè)范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長,頻率越小,檢測(cè)距離越大,如具有毫米級(jí)波長的緊湊型傳感器的檢測(cè)范圍為300~500mm波長大于5mm的傳感器檢測(cè)范圍可達(dá)8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發(fā)射角,因而更適合精確檢測(cè)相對(duì)較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12º至15º的傳感器能夠檢測(cè)具有較大傾角的物體。此外,我們還有外置探頭型的超聲波傳感器,相應(yīng)的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測(cè)安裝空間有限的場(chǎng)合。
8、傳感器調(diào)節(jié)
幾乎所有的超聲波傳感器都能對(duì)開關(guān)輸出的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)或是測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。在設(shè)定范圍外的物體可以被檢測(cè)到,但是不會(huì)觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變。一些傳感器具有不同的調(diào)節(jié)參數(shù),如傳感器的響應(yīng)時(shí)間、回波損失性能,以及傳感器與泵設(shè)備連接使用時(shí)對(duì)工作方向的設(shè)定調(diào)節(jié)等。
9、重復(fù)精度
波長等因素會(huì)影響超聲波傳感器的精度,其中最主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度,因而許多超聲波傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦浴T撎匦阅苁?a href="http://m.xsypw.cn/analog/" target="_blank">模擬量輸出型的超聲波傳感器在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)獲得高達(dá)0.6mm的重復(fù)精度。
10、輸出功能
所有系列的超聲波傳感器都有開關(guān)量輸出型產(chǎn)品。一些產(chǎn)品還有2路開關(guān)量輸出(如最小和最大液位控制)。大多數(shù)產(chǎn)品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產(chǎn)品。
11、噪聲抑制
金屬敲擊聲、轟鳴聲等噪聲不會(huì)影響超聲波傳感器的參數(shù)賦值,這主要是由于頻率范圍的優(yōu)選和已獲專利的噪聲抑制電路。
12、同步功能
超聲波傳感器的同步功能可防干擾。他們通過將各自的同步線進(jìn)行簡(jiǎn)單的連接來實(shí)現(xiàn)同步功能。它們同時(shí)發(fā)射聲波脈沖,象單個(gè)傳感器一樣工作,同時(shí)具有擴(kuò)展的檢測(cè)角度。
13、傳感器交替性工作
超聲波傳感器 超長掃描型
以交替方式工作的超聲波傳感器彼此間是相互獨(dú)立的,不會(huì)相互影響。以交替方式工作的傳感器越多,響應(yīng)的開關(guān)頻率越低。
14、檢測(cè)條件
超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質(zhì)中工作。這種傳感器也能在其它氣體介質(zhì)中工作,但需要進(jìn)行靈敏度的調(diào)節(jié)。
15、盲區(qū)
直接反射式超聲波傳感器不能可靠檢測(cè)位于超聲波換能器前段的部分物體。由此,超聲波換能器與檢測(cè)范圍起點(diǎn)之間的區(qū)域被稱為盲區(qū)。傳感器在這個(gè)區(qū)域內(nèi)必須保持不被阻擋。
16、空氣溫度與濕度
空氣溫度與濕度會(huì)影響聲波的行程時(shí)間。空氣溫度每上升20ºC,檢測(cè)距離至多增加3.5%。在相對(duì)干燥的空氣條件下,濕度的增加將導(dǎo)致聲速最多增加2%。
17、空氣壓力
常規(guī)情況下大氣變化±5%(選一固定參考點(diǎn))將導(dǎo)致檢測(cè)范圍變化±0.6%。大多數(shù)情況下,傳感器在5Bar壓力下使用沒有問題。
18、氣流
氣流的變化將會(huì)影響聲速。然而由最高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的。在產(chǎn)生空氣渦流比較普遍的條件下,例如對(duì)于灼熱的金屬而言,建議不要采用超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè),因?yàn)閷?duì)失真變形的聲波的回聲進(jìn)行計(jì)算是非常困難的。
19、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物
采用正方形聲反射板用于額定開關(guān)距離sn的標(biāo)定。
1mm的厚度
垂直性:與聲束軸線垂直。
20、防護(hù)等級(jí)
外殼可防固體顆粒和防水。
IP65:完全防塵;防水柱的侵入。
IP67:完全防塵;在恒溫下浸入水下1m深處并放置30分鐘,能夠有效防護(hù)。
IP69K:基于EN60529的符合DIN40050-9
21、泵功能
可施行雙位置控制,例如一個(gè)液位控制系統(tǒng)的泵入泵出功能。當(dāng)一個(gè)被測(cè)物遠(yuǎn)離傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍的遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí),輸出動(dòng)作。當(dāng)被測(cè)物靠近傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍設(shè)定的近點(diǎn)時(shí),輸出相反的動(dòng)作。
22、液位測(cè)試
超聲波測(cè)量液位的基本原理是:由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào),在氣體中傳播,遇到空氣與液體的界面后被反射,接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間,即可換算出距離或液位高度。超聲波測(cè)量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn):(1)無任何機(jī)械傳動(dòng)部件,也不接觸被測(cè)液體,屬于非接觸式測(cè)量,不怕電磁干擾,不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等,因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長;(2)其響應(yīng)時(shí)間短可以方便的實(shí)現(xiàn)無滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。
系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器,測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時(shí)間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環(huán)境溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響,通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳播速度予以校正,以提高測(cè)量精度。計(jì)算公式為:
V=331.5+0.607T (1)
式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環(huán)境溫度。
S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)
式中:S為被測(cè)距離;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時(shí)間差;t1為超聲回波接收時(shí)刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時(shí)刻。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測(cè)量t0時(shí)刻和t1時(shí)刻,根據(jù)以上公式,用軟件編程即可得到被測(cè)距離S。由于本系統(tǒng)的MCU選用了具有SOC特點(diǎn)的混合信號(hào)處理器,其內(nèi)部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的溫度補(bǔ)償。
評(píng)論