Artiklen er leveret af Morten Hansen, ICS A/S
Funktion
Ultralydsensorer er, som berøringsfri arbejdende sensorer, anvendelig i mange områder indenfor automatiseringsteknikken. Overalt hvor afstandsmåling gennemføres i luft, kan ultralydssensorerne komme til anvendelse, da de ikke bare ser objektet, men også kan måle den absolutte afstand mellem sensor og objekt.
Ved varierende omgivelsesbetingelser (for eksempel temperatursvingninger) kompenseres måle-resultatet. Sensorerne sender i regelmæssige tidsafstande impulser af ultralyd ud. Bliver ultralyden reflekteret fra et objekt, bliver det opståede ekko modtaget og omdannet til et elektrisk signal.
Behandlingen af ekkoet afhænger af dets intensitet og afstanden mellem sensorog objekt. Sensorerne arbejder efter princippet “ekko / tidsforløb”, det vil sige, at den tidsmæssige afstand mellem sendeimpuls og ekkoimpuls bliver signalbehandlet.
Detekteringsområde
Ved sensorernes konstruktion bliver ultralyden udstrålet som en kegle. De reflekterende objekter bliver derfor kun detekteret, indenfor denne lydkegle. I den blindzone, som befinder sig mellem sensorens overflade og detekteringsområdet, kan der ikke signalbehandles noget ekko.
Objekter
De objekter, som skal detekteres kan være faste, flydende, kornede eller pulver-formede. Materialet må være gennemsigtigt eller farvet, af vilkårlig form, med poleret eller mat overflade. Alle jævne eller glatte flader er (også ved maksimal tasteafstand) med sikkerhed detekterbare ved en vinkelafvigelse op til 3* til den lodrette lydkegle. Alt efter objektets ruhed kan vinkelafvigelsen være større. Objekterne kan principielt føres ind i lydkeglen fra vilkårlig retning.
Temperaturkompensering
Ultralydsensorerne er forsynet med temperaturfølere og et kompenserings-kredsløb, for at udligne ændringer i tasteafstanden, forårsaget af temperatursvingninger.
Miljøbetingelser
Ved alle normale atmossfæriske svingninger på et vilkårligt sted er indflydelsen på lydens hastighed uden betydning. I vakuum er lydudbredelse ikke mulig, varme objekter (for eksempel glødende metal) forårsager luftturbulens, hvorved ultralyden spredes eller afbøjes. I sådanne omgivelser fås intet brugbart ekko for videre signalbehandling.
Ultralydsensorer er konstrueret for anvendelse i atmossfærisk luft. Anvendelse i andre gasarter kan, på grund af afvigende værdier for lydens hastighed og dæmpning, medføre målefejl eller slet ingen funktion (for eksempel i kuldioxid).
Regn eller sne i normal nedbørstæthed medfører ingen begrænsninger i sensorens funktion. Sensorens overfl ade må dog ikke blive våd, lidt fugt er dog tilladt.Fremmed udefra kommende lyd bliver normalt adskilt fra systemets eget ekko og medfører som regel ikke fejlfunktion.
