超声波传感器.

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1 超声波传感器

2 超声波位置传感器尤其适用于存在/非存在监测、精确 距离监测，或其它类型传感技术不能很好的发挥作用的 应用领域，如监测透明或发光物体、充满雾气或尘埃的 空气，或是喷射状液体。

3 传感监测能力 近距离 < 1 m [39 in] 中等距离 1 m to 2 m [39 in 到 79 in]
长距离> 2 m [80 in up] 原料

4 中等距离传感器 1 m to 2 m [39 in 到 79 in]

5 远距离传感器 > 2 m [80 in 以上] 942-A4M-2D-k130E 942-A4N-2D-1C1-130E
942-M3A-2D-1G1-130E 传感器监测范围 光束孔径角 振荡频率 可重复性 输出类型 反应时间 额外 输入/输出值

6 超声波传感器 超声波传感器是通过发生高频声波，然后测量声波从发生器发出、至目标物体再反射回来所需要的时间，来进行传感监测的。也可称为“传播时间”

7 超声波传感器的操作功能 1. 传感器变送器发射高频声波 (175KHZ 到 215KHZ) 目标物体将声波反射回来
标送器接收到反射回来的信号 4. 测量传播时间 5. 将空气温度取样Temperature of air is sampled 6. 计算距离

8 超声波传感器: 不同的类型 40kHz 215kHz 弱阻尼 远距离 高抗噪音干扰度 高分辨率 对噪音敏感 可重复性低 强阻尼 近距离 频率
超声波传感器: 不同的类型 频率 优点 缺点 40kHz 215kHz 弱阻尼 远距离 高抗噪音干扰度 高分辨率 对噪音敏感 可重复性低 强阻尼 近距离

9 典型工业噪音频谱 dB 50 100 150 200 f (kHz) 注意: 许多同类传感器使用的是40 kHz 的载波频率

10 空气中声波的阻尼Damping of Sound in Air
50 100 150 200 f (kHz) dB

11 主要的设计因素 产品负荷 使用环境 使用寿命 产品驱动 包装规格 安装 终端设备

12 目标物体 / 传感器 需考虑的相关因素 - 产品工作盲区 - 目标夹角 - 传感监测范围 - 目标形状 - 目标表面 - 光束孔径角
操作应考虑因素 目标物体 / 传感器 需考虑的相关因素 - 产品工作盲区 目标夹角 - 传感监测范围 - 目标形状 - 目标表面 光束孔径角 - 目标大小 - 传感器安装位置/错误反射波

13 操作应考虑因素 目标表面 3 3cm 3 3cm 粗糙的目标表面会对声波有散射作用 如目标物体是柔软或海面状的，反射信号是最小值。

14 操作应考虑因素 目标形状 3 3cm 3 3cm -目标物体上的突起会对声波有散射作用

15 操作应考虑因素 目标大小 3cm 3 1cm 1 小型目标物体只能反射部分声波

16 操作应考虑因素 目标夹角 3cm o 5 5 3cm 3cm 5 - 入射角 = 反射角

17 操作应考虑因素 传感器位置 - 错误反射波 - 声吸收 正确 错误 正确 错误

18 操作应考虑因素 图 1 最大范围设置的光束孔径角 图 2 最高定额模式设置的光束孔径角 10 20 40 60 80 100 120
BEAM ANGLE 5 3 1 -1 -3 -5 c m 10 20 40 60 80 100 120 140 cm 图 2 最高定额模式设置的光束孔径角 BEAM ANGLE 1 -1 C M 10 20 40 60 80 100 120 140 cm

19 环境考虑因素 气流 外部噪音 温度作用 传感器被污染

20 环境考虑因素 气流 目标物体 Fan Sensor 气流会造成声波的偏转折射

21 环境考虑因素 外部噪音

22 环境考虑因素 温度作用 3cm 热 冷 低温环境会降低声波的传播速度 高温环境会提高声波的传播速度

23 环境考虑因素 温度作用 热 有可能容许 冷 热 正确 建议不使用

24 传感器被污染 环境考虑因素 异物的聚集作用 * 导致弱信号输出 * 导致无反射信号
* 导致弱信号输出 * 导致无反射信号 注意: 尽管传感器被污染也是一个需要考虑的因素，但超声波传感器仍然能够在充满异物的操作环境中，卓越的完成传感监测工作。

25 电子系统考虑因素 电源电压 (只用直流电源） 开闭频率 配线 输出

26 超声波传感器的典型应用 网络控制 液位测量 测定木材尺寸 机器人 & AGV 控制 零件监测 远距离测量 绞筒直径 原料处理 本底抑制
玻璃质/透明物体探测

27 网络控制

28

29 液位测量

30 储油罐分选

31

32 绞筒直径 - 绞筒直径 - 整理控制 - 绕线 / 停止绕线 调控

33 堆置高度控制

34 为计数或安全目的，进行人员探测

35 厚度测量

36 高度的分选和移动

37 Web Control 网络制动探测

38 And Hostile Environments
45 Deflection for Sensing in Hard to Detect Areas

39 45 Deflection for Sensing in Hard to Detect Areas
And Hostile Environments

40 位置监测