Ультразвуковые датчики используются для многих задач, особенно для дальнего обнаружения и измерения расстояния до объектов, независимо от их цвета, прозрачности и электропроводности.
В отличие от оптических датчиков, которые также применяются для обнаружения предметов, ультразвуковые датчики могут обнаруживать мелкие предметы, прозрачные предметы и показывают отличные результаты даже при наличии грязи, пыли и задымленности.
Принцип работы ультразвуковых датчиков заключается в излучении звуковых импульсов высокой частоты, которые передаются вовне через пьезоэлектрический преобразователь, отражаются от контролируемого объекта и возвращаются обратно в виде эха.
Преобразователь в данном случае является излучателем (в режиме генерации сигнала) и приемником (в режиме приема сигнала). Датчик принимает сигнал, и рассчитывает расстояние до объекта, исходя из временного интервала между излучением сигнала и получением его отраженного эха. Этот метод определения расстояния называется время полета импульса, заложен в программу датчика и позволяет вычислить расстояние до объекта, основываясь на значении скорости распространения звука в воздухе.
По результатам вычисления датчик преобразует полученные звуковые колебания в электрический сигнал:
- Аналоговый, пропорциональный расстоянию до поверхности объекта,
- Дискретный, сигнализирующий об обнаружении объекта.
Отечественный производитель ТЕКО предлагает ультразвуковые датчики с функцией настройки параметров и режимов работы с помощью программной опции «Teach-In» (обучение).
Управление этой опцией осуществляется через кнопку на корпусе или посредством специального контакта в разъеме датчика, в зависимости от модели датчика. Обучение дает возможность выбрать тип выходного сигнала, задать нужный диапазон сканирования и режим обнаружения.
Режимы работы ультразвуковых датчиков:
- Обнаружение с одним порогом: датчик работает как обычный датчик приближения — когда объект приближается к датчику на заданное, или меньше заданного расстояние, происходит срабатывание. Этот режим применяется для обнаружения или подсчета предметов.
- Обнаружение с двумя порогами или режим окна: когда объект попадает в зону ограниченную заданными минимальным и максимальным значениями, датчик срабатывает. Этот режим используют для контроля габаритов предмета, например, при сортировке или контроле положения объектов.
Следует помнить, что каждый ультразвуковой датчик имеет слепую зону 0...100...150...200...350мм, в зависимости от модели, поэтому нужно располагать датчик на расстоянии не ближе величины слепой зоны до объекта обнаружения.
