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倍加福UB500-18GM75-I-V15超声波传感器工作原理

发布时间:2021-12-01 点击量:514

工作原理

人们能听到声音是由于物体振动产生的,它的频率在20HZ-20KHZ范围内,超过20KHZ称为超声波,低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波,其频率较低,一般为几十KHZ,而在固体、液体中则频率可用得较高。在空气中衰减较快,而在液体及固体中传播,衰减较小,传播较远。利用超声波的特性,可做成各种超声传感器,配上不同的电路,制成各种超声测量仪器及装置,并在通讯,医疗家电等各方面得到广泛应用。

超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送,也能作接收。这里仅介绍小型超声波传感器,发送与接收略有差别,它适用于在空气中传播,工作频率一般为23-25KHZ及40-45KHZ。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。该种有T/R-40-16,T/R-40-12等(其中T表示发送,R表示接收,40表示频率为40KHZ,16及12表示其外径尺寸,以毫米计)。另有一种密封式超声波传感器(MA40EI型)。它的特点是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近开关用,它的性能较好。超声波应用有三种基本类型,透射型用于遥控器,防盗报警器、自动门、接近开关等;分离式反射型用于测距、液位或料位;反射型用于材料探伤、测厚等。

由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超声波信号进行检测.而实际使用中,用作发送传感器的陶瓷振子也可以用作接收器传感器社的陶瓷振子。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。

折叠工作程式

若对发送传感器内谐振频率为40KHz的压电陶瓷片(双晶振子)施加40KHz高频电压,则压电陶瓷片就根据所加高频电压极性伸长与缩短,于是发送40KHz频率的超声波,其超声波以疏密形式传播(疏密程度可由控制电路调制),并传给波接收器。接收器是利用压力传感器所采用的压电效应的原理,即在压电元件上施加压力,使压电元件发生应变,则产生一面为"+ "极,另一面为"-"极的40KHz正弦电压。因该高频电压幅值较小,故必须进行放大。 超声波传感器使得驾驶员可以安全地倒车,其原理是利用探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物,并及时发出警告。所设计的检测系统可以同时提供声光并茂的听觉和视觉警告,其警告表示是探测到了在盲区内障碍物的距离和方向。这样,在狭窄的地方不管是泊车还是开车,借助倒车障碍报警检测系统,驾驶员心理压力就会减少,并可以游刃有余地采取必要的动作。

折叠工作模式

超声波传感器利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。超声波传感器对透明或有色物体,金属或非金属物体,固体、液体、粉状物质均能检测。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响,包括烟尘环境和雨天。

检测模式

超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式。位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器,从而使传感器检测到被测物。

还有部分超声波传感器采用对射式的检测模式。一套对射式超声波传感器包括一个发射器和一个接收器,两者之间持续保持"收听"。位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波,从而传感器将产生开关信号。

检测范围

超声波传感器的检测范围取决于其使用的波长和频率。波长越长,频率越小,检测距离越大,如具有毫米级波长的紧凑型传感器的检测范围为300~500mm波长大于5mm的传感器检测范围可达8m。一些传感器具有较窄的6º声波发射角,因而更适合精确检测相对较小的物体。另一些声波发射角在12º至15º的传感器能够检测具有较大倾角的物体。此外,我们还有外置探头型的超声波传感器,相应的电子线路位于常规传感器外壳内。这种结构更适合检测安装空间有限的场合。

UB500-18GM75-I-V15

超声波传感器

2.388,00  CNY

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单头系统, 模拟量输出 4 mA ... 20 mA, 测量窗口可调, 可选声锥宽度, 系列: -18GM, 工作电压: 10 ... 30 V DC ,纹波 10 %SS, 输出类型: 1 路模拟量输出 4 ...20 mA, UL 认证: cULus 认证,一般用途, CSA 认证: 通过 cCSAus 认证,一般用途, CCC 认证: 额定电压 ≤ 36 V 时,产品不需要 CCC 认证/标记, 连接类型: 连接器插头 M12 x 1 , 5 针, 外壳: 黄铜,镀镍

超声波传感器 UB500-18GM75-I-V15

  • 模拟量输出 4 mA ... 20 mA

  • 测量窗口可调

  • 可选声锥宽度

  • 程序输入

  • 同步选项

  • 停用选项

  • 温度补偿

  • 非常小的不可用区域

参数表节选:的技术参数  UB500-18GM75-I-V15

产品阐述
单头系统
通用规格
感应范围30 ... 500 mm
调整范围50 ... 500 mm
死区0 ... 30 mm
标准目标板100 mm x 100 mm
换能器频率大约 380 kHz
响应延迟大约 50 ms
指示灯/操作方法
黄色 LED黄色常亮:物体在评估范围内
黄色闪烁:程序功能,检测到物体
红色 LED红色常亮:错误
红色闪烁:程序功能,未检测到物体
电气技术规格
工作电压10 ... 30 V DC ,纹波 10 %SS
空载电流≤ 45 mA
输入/输出
同步1 个同步连接,双向
0 电平:-UB...+1 V
1 电平:+4 V...+UB
输入阻抗:> 12 kΩ
同步脉冲:≥ 100 µs,同步脉冲间歇时间:≥ 2 ms
同步频率

共模操作max. 95 Hz

多路转换操作≤ 95 Hz / n, n = 传感器的数量,n ≤ 5
输入
输入类型1 路程序输入
评估下限 A1:-UB ...+1 V,评估上限 A2:+4 V ...+UB
输入阻抗:> 4.7 kΩ,脉冲持续时间:≥ 1 s
输出
输出类型1 路模拟量输出 4 ...20 mA
分辨率0,13 mm 对于最大检测范围
特性曲线的偏差± 1 % 满量程值
重复精度± 0,1 % 满量程值
负载阻抗0 ...300 Ohm
温度影响± 1,5 % 满量程值
遵守标准和指令
符合标准

标准EN 60947-5-2:2007+A1:2012
IEC 60947-5-2:2007 + A1:2012
EN 60947-5-7:2003
IEC 60947-5-7:2003
认证和证书
UL 认证cULus 认证,一般用途
CSA 认证通过 cCSAus 认证,一般用途
CCC 认证额定电压 ≤ 36 V 时,产品不需要 CCC 认证/标记
环境条件
环境温度-25 ... 70 °C (-13 ... 158 °F)
存储温度-40 ... 85 °C (-40 ... 185 °F)
机械规格
连接类型连接器插头 M12 x 1 , 5 针
防护等级IP67
材料

外壳黄铜,镀镍

换能器环氧树脂/空心玻璃球混合物;聚氨酯泡沫,盖 PBT
质量60 g
出厂设置
输出评估极限 A1: 50 mm
评估极限 A2: 500 mm
输出功能: 上升斜坡
光束宽度


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