Tĩnh điện và các loại cảm biến siêu âm & bộ cảm biến

Bạn biết bao nhiêu về cảm biến siêu âm? Chúng có lợi trong việc thực hiện tất cả các loại nhiệm vụ phát hiện như một phần của các ứng dụng công nghiệp của chúng.

Các thiết bị này có thể phát hiện các vật thể trong suốt và có độ bóng cao ở dạng lỏng, rắn, bột và hạt. Chúng chịu được bụi, bẩn, khói và sương mù. Cảm biến siêu âm áp điện và tĩnh điện là hai loại chính.

Tuy nhiên, người ta nên hiểu khái niệm hoạt động của các đầu dò gần, phản xạ ngược và tia xuyên qua. Nguyên lý làm việc và ứng dụng cụ thể cho từng dòng máy.

Tìm hiểu thêm về từng loại chi tiết.

Cảm biến siêu âm tĩnh điện

Cảm biến siêu âm đề cập đến các thiết bị dựa vào sự biến đổi năng lượng để đo khoảng cách chính xác từ cảm biến đến mục tiêu. Chúng được phân thành hai loại phù hợp với hiện tượng làm việc của chúng, dùng để chỉ các thiết bị áp điện và tĩnh điện. Trước đây sử dụng vật liệu áp điện để tạo ra sóng siêu âm. Loại này cung cấp mức áp suất cao hơn nhưng băng thông hẹp.

Mặt khác, cảm biến tĩnh điện có băng thông rộng hơn, cung cấp các tín hiệu có thời lượng ngắn được tạo và nhận. Chúng được cấu tạo bởi một màng dẫn điện nằm trên tấm nền dẫn điện.

Khi một tín hiệu điện được áp dụng giữa tấm nền và màng, tấm sau sẽ di chuyển về phía hoặc ra khỏi tấm trước. Khi một tín hiệu siêu âm được áp dụng, màng sẽ trải qua các rung động. Có nhiều loại Cảm biến siêu âm tĩnh điện và bộ cảm biến trực tuyến. Chúng được trang bị nhiều tính năng để phù hợp với bất kỳ ứng dụng nào.

Cảm biến tiệm cận siêu âm

Các thiết bị gần này sử dụng bộ chuyển đổi âm thanh cho phép truyền và nhận sóng âm thanh. Nó phát ra sóng âm thanh bị phản xạ bởi các vật thể và một lần nữa được nhận bởi bộ chuyển đổi. Sau khi phát xạ, cảm biến chuyển sang chế độ nhận. Cảm biến chỉ diễn ra trong khu vực phát hiện, trong khi có thể điều chỉnh phạm vi phát hiện bằng cách sử dụng chiết áp của thiết bị.

Ngoài ra, sóng âm được phản xạ tối ưu từ các bề mặt cứng. Mục tiêu có thể là hạt, bột, chất lỏng và chất rắn. Chúng được định nghĩa là các vật thể phẳng hình vuông có nhiều kích thước, bao gồm 15 x 15 mm cho khoảng cách quét lên đến 250 mm, 30 x 30 mm cho khoảng cách quét lên đến 1000 mm và 100 x 100 mm cho khoảng cách quét thấp hơn 1000 mm.

Hơn nữa, cường độ của tín hiệu phản xạ được xác định bởi kích thước của đối tượng. Khoảng cách cảm biến được giảm xuống bằng cách phát hiện các vật liệu hấp thụ âm thanh. Khoảng cách tối đa có thể đạt được nếu độ nhám tối đa của vật thể không vượt quá 0, 2 mm. Một số vật liệu tiêu âm tiêu biểu có thể kể đến như bông, len, dạ, vải, cao su xốp, v.v.

Cảm biến siêu âm phản xạ siêu âm

Cảm biến phản xạ ngược hoạt động theo cách tương tự như các mô hình tiệm cận. Khoảng cách từ các thiết bị này đến gương phản xạ được tính bằng cách thực hiện các phép đo thời gian lan truyền. Vật phản xạ có thể là bất kỳ vật thể đứng yên nào phản xạ âm thanh. Nếu thời gian lan truyền của tín hiệu trùng với khoảng cách từ gương phản xạ đến cảm biến, thiết bị được coi là ở trạng thái không hoạt động. Nó chuyển sang trạng thái hoạt động khi một đối tượng xuất hiện trong khoảng cách phát hiện.

Mục tiêu phải là một vật thể hình vuông với chiều dài ba mươi mm. Tấm phản xạ phải được làm bằng bất kỳ vật liệu nào có đặc tính phản xạ âm thanh chắc chắn và có cùng kích thước với mục tiêu tiêu chuẩn. Để phát hiện vật thể ở khoảng cách gần, hình nón âm thanh phải được che hoàn toàn để tiếng vọng không quay trở lại từ tấm phản xạ.

Để đảm bảo phát hiện đối tượng đáng tin cậy trong phần còn lại của phạm vi hoạt động, tín hiệu phải đủ mạnh. Các ứng dụng điển hình của các thiết bị này là các vật thể nghiêng và có hình dạng bất thường, các vật thể mục tiêu làm lệch hướng âm thanh, vật liệu hấp thụ âm thanh và các vật thể khác.

Cảm biến xuyên tia

Thiết bị siêu âm xuyên chùm có vỏ riêng biệt cho bộ phát và bộ thu. Bộ phát phát ra tín hiệu liên tục, tín hiệu này được bộ thu nhận biết. Bất cứ khi nào một đối tượng làm gián đoạn chùm âm thanh, bộ thu sẽ phản ứng theo cách đó bằng cách giải phóng một tín hiệu đầu ra. Sự hiện diện của một chiết áp tích hợp cho phép người dùng điều chỉnh tín hiệu đầu vào theo sở thích của họ. Đèn LED được sử dụng để chỉ báo cường độ tín hiệu.

Hơn nữa, độ trễ là một thuật ngữ mà người dùng bắt gặp khi mua các đầu dò như vậy. Nó giải thích sự khác biệt giữa điểm hoạt động và điểm phát hành, được đánh dấu là S1 và S2. Khi một đối tượng làm gián đoạn chùm âm, mức tín hiệu phải được tăng lên khoảng 75% để tín hiệu đầu ra được đặt lại. Liên kết sau, https://www.britannica.com/science/hysteresis, cung cấp giải thích chi tiết về thuật ngữ trễ.

Các mô hình siêu âm xuyên chùm được biết đến với phạm vi lớn và thời gian phản hồi ngắn. Các ứng dụng điển hình của chúng bao gồm phát hiện vật thể liên tiếp nhanh chóng, đếm vật thể từ vật liệu khó phát hiện, giám sát vỡ phim, giám sát vật liệu trong suốt, v.v.

Thông tin bổ sung về cảm biến siêu âm

Nhiều cá nhân quan tâm đến việc tìm hiểu cách các thiết bị này phản ứng với tiếng ồn và nhiễu. Những tiếng ồn âm thanh có tần số phù hợp với khả năng tiếp nhận của thiết bị có khả năng gây nhiễu đầu ra của thiết bị. Những tiếng ồn này có cường độ cao, như tiếng còi, tiếng rít van, âm thanh khí nén, … Khi chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường, sự dao động nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ của sóng âm thanh do thiết bị tạo ra.

Khi nhiệt độ tăng, sóng âm thanh truyền nhanh hơn đến mục tiêu và quay trở lại. Các luồng không khí cũng được cho là can thiệp vào đường đi của sóng, khiến cảm biến không thể nhận dạng vị trí mục tiêu chính xác. Ngoài ra, các thiết bị này phải nóng lên trước khi hoạt động. Tất cả các thành phần phải ổn định về nhiệt độ để độ chính xác trong phép đo không bị ảnh hưởng.

Một so sánh khác mà mọi người thường thực hiện là giữa cảm biến siêu âm và cảm biến quang học. Đầu tiên là thuận lợi trong môi trường ẩm ướt và trong khi cảm nhận mức chất lỏng, vật thể trong suốt và bề mặt kim loại. Tuy nhiên, loại thứ hai không dễ bị ảnh hưởng bởi sự dao động của gió và nhiệt độ, cung cấp phản ứng nhanh.

Tóm lại

Khi tìm kiếm những sản phẩm như vậy, bạn nên xem xét kiểu dáng, nguyên lý hoạt động và tính năng của chúng.

Lựa chọn sản phẩm rất phong phú, nhưng bạn có thể dễ dàng thu hẹp nó nếu bạn đã thiết lập sở thích của mình!

#Tĩnh #điện #và #các #loại #cảm #biến #siêu #âm #bộ #cảm #biến

Trả lời