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德國Hirschman赫斯曼超聲波傳感器注意事項(xiàng)

2016-9-30 閱讀(1329)

超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位(液位)監(jiān)測(cè),機(jī)器人防撞,各種超聲波接近開關(guān),以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域,工作可靠,安裝方便, 防水型,發(fā)射夾角較小,靈敏度高,方便與工業(yè)顯示儀表連接,也提供發(fā)射夾角較大的探頭。
具體應(yīng)用超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)。將超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部,向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí),就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài),如滿、空或半滿等。
注意事項(xiàng)

1:為確??煽啃约伴L使用壽命,請(qǐng)勿在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器。

2:由于超聲波傳感器以空氣作為傳輸介質(zhì),因此局部溫度不同時(shí),分界處的反射和折射可能會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作,風(fēng)吹時(shí)檢出距離也會(huì)發(fā)生變化。因此,不應(yīng)在強(qiáng)制通風(fēng)機(jī)之類的設(shè)備旁使用傳感器。

3:噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率,因此會(huì)影響傳感器且不應(yīng)在傳感器附近使用。

4:傳感器表面的水滴縮短了檢出距離。

5:細(xì)粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時(shí)無法被檢出(反射型傳感器)。

6:不能在真空區(qū)或防爆區(qū)使用傳感器。

7:請(qǐng)勿在有蒸汽的區(qū)域使用傳感器;此區(qū)域的大氣不均勻。將會(huì)產(chǎn)生溫度梯度,從而導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。

暴露問題

超聲波傳感器應(yīng)用起來原理簡(jiǎn)單,也很方便,成本也很低。但是目前的超聲波傳感器都有一些缺點(diǎn),比如,反射問題,噪音,交叉問題。

反射問題

如果被探測(cè)物體始終在合適的角度,那超聲波傳感器將會(huì)獲得正確的角度。但是不幸的是,在實(shí)際使用中,很少被探測(cè)物體是能被正確的檢測(cè)的。

其中可能會(huì)出現(xiàn)幾種誤差:

三角誤差

當(dāng)被測(cè)物體與傳感器成一定角度的時(shí)候,所探測(cè)的距離和實(shí)際距離有個(gè)三角誤差。

鏡面反射

這個(gè)問題和高中物理中所學(xué)的光的反射是一樣的。在特定的角度下,發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,因此無法產(chǎn)生回波,也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù)。這時(shí)超聲波傳感器會(huì)忽視這個(gè)物體的存在。

多次反射

這種現(xiàn)象在探測(cè)墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時(shí)比較常見。聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到,因此實(shí)際的探測(cè)值并不是真實(shí)的距離值。

這些問題可以通過使用多個(gè)按照一定角度排列的超聲波圈來解決。通過探測(cè)多個(gè)超聲波的返回值,用來篩選出正確的讀數(shù)。

噪音

雖然多數(shù)超聲波傳感器的工作頻率為40-45Khz,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生類似頻率的噪音。比如,電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程會(huì)產(chǎn)生一定的高頻,輪子在比較硬的地面上的摩擦所產(chǎn)生的高頻噪音,機(jī)器人本身的抖動(dòng),甚至當(dāng)有多個(gè)機(jī)器人的時(shí)候,其它機(jī)器人超聲波傳感器發(fā)出的聲波,這些都會(huì)引起傳感器接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。

這個(gè)問題可以通過對(duì)發(fā)射的超聲波進(jìn)行編碼來解決,比如發(fā)射一組長短不同的音波,只有當(dāng)探測(cè)頭檢測(cè)到相同組合的音波的時(shí)候,才進(jìn)行距離計(jì)算。這樣可以有效的避免由于環(huán)境噪音所引起的誤讀。

交叉問題

交叉問題是當(dāng)多個(gè)超聲波傳感器按照一定角度被安裝在機(jī)器人上的時(shí)候所引起的。超聲波X發(fā)出的聲波,經(jīng)過鏡面反射,被傳感器Z和Y獲得,這時(shí)Z和Y會(huì)根據(jù)這個(gè)信號(hào)來計(jì)算距離值,從而無法獲得正確的測(cè)量。

解決的方法可以通過對(duì)每個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行編碼。讓每個(gè)超聲波傳感器只聽自己的聲音。

威斯特(上海)傳感器儀表有限公司 



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