سنسور التراسونیک PEPPERL+FUCHS UC300-F43-2KIR2-V17

OM: رله 1: خیر رله 2: خیر SD1/SD2: رله نقطه سوئیچ 1 = 25 میلی متر رله نقطه سوئیچ 2 = 50 میلی متر NDE/FDE: خروجی آنالوگ: 4 میلی آمپر ⇒ 25 میلی متر 20 میلی آمپر ⇒ 300 میلی متر FSF: خطا ⇒ رله 1 و 2: آخرین وضعیت output خروجی آنالوگ: IOUT = 3،9 میلی آمپر NEF: پیام خطای اکو وجود ندارد MA ، S: تغییر حالت

سنسور التراسونیک سنسوری است که با ارسال امواج مافوق صوت اقدام به سنجش فاصله اجسام یا موارد دیگر می ‌نماید. سنسور التراسونیک با فرکانس ها کار می کند و این فرکانس ‌ها بالاتر از محدوده شنوایی انسان و بین ۴۰ کیلو هرتز تا چند گیگا هرتز می‌ باشد.  

شایان به ذکر می باشد که طرز کار این نوع سنسورها به این صورت است که فاصله زمانی مابین ارسال امواج تا دریافت سیگنال اکو را اندازه می گیرند و با توجه به سرعت صوت در آن محیط فاصله تا مانع را برآورد می کنند و آن را تشخیص داده و نشان می دهد.

سنسورهای التراسونیک عموماً می توانند در هر موقعیتی به کار گرفته شوند و به ما در تشخیص فواصل و ... یاری کنند ولی باید از به کار گرفتن آن ها در شرایطی که باعث رسوب گذاری سخت بر روی سطح سنسور می شود اجتناب کرد، به دلیل آن که ممکن است عملکرد سنسور التراسونیک را با مشکلات بسیاری رو به رو کند.

وجود قطرات آب و رسوبات سخت بر روی سطح گیرنده می تواند موجب اختلال در کارکرد سنسور اولتراسونیک شود و حتی خرابی آن را به وجود بیاورد. اما با وجود این موضوع که سنسور التراسونیک در برابر آب ضعیف عمل می کند، می توان اذعان داشت که گرد و غبار و ترشحات رنگ بر روی کارکرد سنسور اولتراسونیک اثر منفی نخواهند گذاشت و باعث ضعیف شدن آن نخواهند شد.

استفاده از سنسور التراسونیک در صنعت :

همان گونه که بیان کردیم، یکی از کاربردهای بسیار مهم سنسور التراسونیک در صنعت می باشد. مزیت اصلی این سنسورها، تشخیص اجسام صرف نظر از رنگ، شکل و سطح آن ها به وسیله امواج مافوق صوت است. امروزه سنسورهای التراسونیک یکی از ارکان مهم اتوماسیون صنعتی به شمار رفته و کاربردهای وسیع و گوناگونی در صنایع مختلف دارند. 

لازم به ذکر می باشد که سنسورهای التراسونیک کاربردهای فراوانی دارد که از آن ها به صورت زیر اشاره می کنیم :

• استفاده از سنسور التراسونیک در سیستم دزد گیر ماشین به گونه ایی که کاربرد سنسور فراصوتی را در دزدگیر اتومبیل به عنوان یک سیستم هشدار دهنده دیده اید
• ثبت دقیق ترین زمان ممکنه در ورزش دو میدانی با استفاده از سنسور التراسونیک صورت می گیرد
• استفاده از سنسور التراسونیک در باک هواپیما برای فهمیدن مقدار سوخت
• استفاده از سنسور التراسونیک در کنترل دور ماشین های صنعتی ( استفاده در صنعت )
• سنسور التراسونیک در علم هواشناسی جدید کاربردهای فراوانی دارد
• سنجش میزان فاصله و عمق یکی از کاربردهای بسیار مهم این سنسور است
• در علم پزشکی تعیین فشار خون با استفاده از این سنسورها میسر است
•  یک دست و همگن کردن مواد مذاب
• ایجاد ضربه در دریل ‌ها
• تست کیفی قطعات صنعتی جهت تشخیص شکاف‌ ها و سوراخ‌ های ریز و ...

نحوه کار سنسور التراسونیک :

باید بیان شود که سنسور التراسونیک طرز کار بسیار ویژه ایی دارد که در زیر به آن ها و هم چنین نکاتی که در آن نهفته است، اشاره می شود :

• سنسور التراسونیک یا سنسور فاصله سنج مافوق صوت ، یک سنسور مجاورتی بوده که با ارسال یک پالس صوتی کوتاه ، در فرکانس بالاتر از محدوده شنوایی انسان و دریافت آن   پس از انعکاس از سطح جسم مورد نظر ، از طریق محاسبه زمان رفت و برگشت امواج ما فوق صوت در هوا ، فاصله را با وضوح بسیار بالا اندازه گیری می نماید.
• می توان اذغان داشت که سنسور التراسونیک هیچ حساسیتی به رنگ ، نور یا بو نداشته و بدون تماس با جسم ، فاصله تا هدف را پیدا می کند.

برای آن که بتوانید نحوه کار و عملکرد سنسور التراسونیک را درک کنید در ابتدا برایتان تعریفی از امواج التراسونیک را بیان می کنیم. امواج التراسونیک به دسته ای از امواج مکانیکی گفته می شود که فرکانس نوسان آن ها بیش از محدوده شنوایی انسان یعنی 20 کیلو هرتز باشد.

اساس کار حسگرهای فراصوت مشابه رادار ( تست التراسونیک ) یا ردیاب صوتی، تشخیص ویژگی ‌های هدف از طریق تحلیل بازتاب امواج رادیویی یا صوتی می ‌باشد. حسگرهای فراصوت امواج صوتی با فرکانس بالا ایجاد می ‌کنند و موج بازتاب شده را دریافت و تحلیل می ‌کنند.

باید بیان شود که یک سنسور التراسونیک به طور معمول دارای یک فرستنده و همچنین یک گیرنده امواج التراسونیک می باشد که این امواج بعد از برخورد با یک مانع منعکس شده  و به طرف سنسور باز می گردند و با توجه به زمان بازگشت و همچنین کیفیت امواج بازتابش شده به فاکتورهایی مانند موارد زیر دست پیدا کنیم :

• فاصله تا مانع  
• نوع مانع
• سرعت مانع

فرستنده ها و گیرنده ها در این سنسورها بسیار اهمیت دارند و لازم به ذکر است که در این سنسورها به طور معمول از فرستنده و گیرنده‌ هایی استفاده می‌شود که با تبدیل انرژی الکتریکی به صوتی امواج صوتی بالاتر از ۲۰ کیلو هرتز ایجاد می ‌کنند و با دریافت بازتاب امواج صوت را بار دیگر به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند تا قابل اندازه‌گیری و نمایش باشند.

نکته بسیار مهمی که در این بخش وجود دارد این است که هر ماده ای که در جهان ما وجود دارد به یک کیفیت خاص امواج التراسونیک را از خود عبور و مقداری از آن را باز تابش می دهد. بنابراین برای دست یابی به موارد ذکر شده نوع ماده نیز از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد.

ویژگی سنسور التراسونیک :

باید بیان شود که از ویژگی های مثبت این سنسور ( التراسونیک ) عدم تأثیر پذیری سنسور از نور خورشید یا مواد مشکی رنگ است اما در برخی از اوقات تشخیص مسافت در مورد اجسام با سطح نرم مانند پیراهن ممکن است دقیق نباشد. این سنسور به همراه فرستنده و گیرنده در یک پکیج قرار می گیرد.

 سطح سنج و یا سنسور اولتراسونیک به دلیل داشتن ویژگی هایی سیار مهم زیر توانسته است در صنعت به عنوان یکی از پرکاربردترین سنسور ها شناخته شود :

• دقت و سرعت بالا سنسور التراسونیک بسیار بالا می باشد
• عدم تماس با جسم و نداشتن خورندگی و سایش
• پایین بودن هزینه های تعمیر و نگه داری سبب شده است که استفاده از این سنسور به طرز چشم گیری افزایش یابد.
• سنسور التراسونیک از قیمت مناسبی برخوردار می باشد و هم چنین مقرون به صرفه است
• یکی از بهترین راهکارهای اندازه گیری فاصله و آشکار سازی اجسام در  صنعت شناخته شده است.