Serviceline
Serviceline Industriële Sensoren
Telefoon +32 3 644 25 00
Fax +32 3 644 24 41
Serviceline Explosiebeveiliging
Telefoon +32 3 644 25 00
Fax +32 3 644 24 41

Kennis van ultrasone sensoren (deel 1): technologie en functionaliteit in een notendop

Waar worden ultrasone sensoren gebruikt?

Ultrasonic sensors detect a wide variety of materials and are not affected by problematic surfaces
Ultrasone sensoren kunnen een brede waaier van materialen detecteren en worden niet beïnvloed door problematische oppervlakken

Ultrasone sensoren vindt men in tal van industriële automatiseringstoepassingen. Of het nu gaat om het vulniveau van een silo dat een kritiek niveau bereikt of een mobiele hoogwerker op een bouwwerf die veilig moet worden verplaatst, ultrasone sensoren zijn veelzijdige sensoren die zich snel laten aanpassen aan een breed scala van toepassingen.

Het volgende uittreksel uit onze uitgebreide en gratis downloadbare “Technology Guide Ultrasonic Sensors” legt de fundamentele meetprincipes van deze handige allrounder uit.

Hoe verzamelen ultrasone sensoren informatie?

Hoogontwikkelde ultrasoontechnologie vormt de fundering voor ruime toepasbaarheid op het vlak van meten. Het onderliggende werkingsprincipe is gebaseerd op de contactloze detectie van objecten en de meting van hun afstand van de ultrasone sensor. Afhankelijk van het type sensor kunnen deze afstanden enkele centimeters tot 10 meters bedragen. De sensor zendt ultrasone geluidspulsen uit die vervolgens door een object worden teruggekaatst.

Het gegenereerde echosignaal wordt opgevangen door de ultrasone sensor en omgezet in een elektrisch signaal met behulp van een piëzo-elektrische omvormer. Dit staat bekend als de propagatietijd van geluid. De sensor meet het tijdsverloop tussen de verzonden ultrasone geluidspuls en het teruggekaatste echosignaal en berekent de afstand tot het object met behulp van de geluidssnelheid. Bij kamertemperatuur bedraagt de geluidssnelheid in lucht ongeveer 344 m/s.



De ultrasone sensor meet het tijdsverschil tussen de verzonden geluidspuls en het ontvangen echosignaal

Welke materialen kunnen door ultrasone sensoren worden gedetecteerd?

Pepperl+Fuchs' ultrasone sensoren detecteren objecten vervaardigd uit verschillende materialen, zoals hout, metaal of plastic, ongeacht hun vorm of kleur. Deze objecten kunnen een vaste, vloeibare of poedervorm hebben. De enige vereiste is dat ze geluidsgolven kunnen terugkaatsen naar de sensor. Sommige objecten zouden het werkveld van een sensor echter kunnen verkleinen. Het gaat hier o.a. om objecten met een groot, glad en schuin oppervlak of poreuze materialen zoals vilt, wol of schuimrubber.

Welke factoren bepalen het meetbereik van ultrasone sensoren?

Het meetbereik van een ultrasone sensor hangt af van de oppervlaktekenmerken en hoek van het object. De langste detectiebereiken worden gecreëerd met objecten met een plat oppervlak (standaard reflector) die in een rechte hoek tegenover de sensoras zijn gepositioneerd. Zeer kleine objecten of objecten die het geluid gedeeltelijk doen afwijken, zullen het meetbereik reduceren. Objecten met een glad oppervlak moeten zo dicht mogelijk aan een hoek van 90° worden gepositioneerd. Ruwe oppervlakken kunnen grotere hoekafwijkingen tolereren.

Er moet ook rekening worden gehouden met mogelijke omgevingsinvloeden. De voornaamste invloed op de nauwkeurigheid van een ultrasone sensor is de luchttemperatuur. De ultrasone sensoren van Pepperl+Fuchs zijn voorzien van temperatuurcompensatie-circuits om temperatuursinvloeden op de sensoruitgang te elimineren. Daarnaast moeten ook relatieve vochtigheid en luchtdruk in aanmerking worden genomen.


Nu beschikbaar: Technology Guide Ultrasonic Sensors