Ultraheli andurid
Ultraheli, inimene ei taju heli sagedusega üle 16 kHz, kuid selle levimiskiirus õhus on teada ja on 344 m/s. Heli kiiruse ja selle levimisaja andmetega on võimalik välja arvutada ultrahelilaine läbitud täpne vahemaa. See põhimõte on ultraheliandurite töö aluseks.
Ultraheliandurid on laialdaselt kasutusel erinevates tootmisvaldkondades ja on mingil moel universaalne vahend paljude probleemide lahendamiseks tehnoloogiliste protsesside automatiseerimisel. Selliseid andureid kasutatakse erinevate objektide kauguse ja asukoha määramiseks.
Vedeliku taseme määramine (näiteks kütusekulu transpordis), siltide, sh läbipaistvate, tuvastamine, objekti liikumise jälgimine, kauguse mõõtmine – need on vaid mõned ultraheliandurite võimalikud rakendused.
Reeglina on tootmises palju saasteallikaid, mis võivad saada paljude mehhanismide jaoks probleemiks, kuid ultraheliandur oma töö iseärasuste tõttu absoluutselt ei karda saastumist, kuna anduri korpus, kui see on vajalik, saab usaldusväärselt kaitsta võimalike mehaaniliste mõjude eest.
Ultraheliandur sisaldab oma konstruktsioonis piesoelektrilist muundurit, mis on nii emitter kui ka vastuvõtja. Piesoelektriline muundur väljastab rea heliimpulsse, võtab seejärel vastu kaja ja muundab signaali pingeks, mis suunatakse kontrollerile. Loe tehnikas kasutamise kohta lähemalt siit. piesoelektriline efekt.
Ultraheli sagedus on olenevalt muunduri tüübist vahemikus 65 kHz kuni 400 kHz ja impulsi kordussagedus on vahemikus 14 Hz kuni 140 Hz. Kontroller töötleb andmeid ja arvutab kauguse objektist.
Ultrahelianduri aktiivne vahemik on töötuvastusvahemik. Tuvastamisulatus See on kaugus, mille ulatuses ultraheliandur suudab objekti tuvastada, olenemata sellest, kas objekt läheneb andurile telje suunas või liigub läbi helikoonuse.
Ultrahelianduritel on kolm peamist töörežiimi: vastupidine režiim, difusioonirežiim ja refleksrežiim.
Vastandrežiimi jaoks, mida iseloomustavad kaks eraldi seadet, saatja ja vastuvõtja, mis on paigaldatud üksteise vastas. Kui ultrahelikiir katkestab mõni objekt, aktiveeritakse väljund. See režiim sobib karmides keskkondades, kus häirekindlus on oluline. Ultrahelikiir läbib signaali vahemaa ainult üks kord.See lahendus on kallis, kuna nõuab kahe seadme — saatja ja vastuvõtja — paigaldamist.
Hajutusrežiim, mida pakuvad saatja ja vastuvõtja samas korpuses. Sellise paigalduse maksumus on palju madalam, kuid reageerimisaeg on pikem kui vastupidises režiimis.
Avastamisulatus sõltub siinkohal objekti langemisnurgast ja objekti pinna omadustest, kuna kiir peab peegelduma tuvastatud objekti enda pinnalt.
Refleksrežiimi puhul on saatja ja vastuvõtja samuti samas korpuses, kuid ultrahelikiirt peegeldub nüüd reflektor.Tuvastuspiirkonnas olevad objektid tuvastatakse nii ultrahelikiire läbitud vahemaa muutuste mõõtmise kui ka neeldumise hindamise teel. või peegelduva signaali peegelduse kadu. Selle andurirežiimiga on hõlpsasti tuvastatavad heli neelavad objektid, aga ka nurgeliste pindadega objektid. Oluline tingimus on, et võrdlusreflektori asend ei muutuks.
Teine võimalus infraheli kasutamiseks tööstuses on ultraheli keevitamine.