Ultraäänianturin toimintaperiaatteena on mitata äänen kulkuaika kohteeseen. Äänen kulkuaika on ilmassa edestakaisin noin 6 ms/m. Verrattuna muihin mittausmenetelmiin, ultraäänimenetelmä soveltuu erittäin hyvin vaikeisiin olosuhteisiin. Se läpäisee pölyn tai muun ilman epäpuhtauden hyvin ja tunnistaa miltei minkä tahansa pinnan paitsi huonosti ääntä heijastavat materiaalit (kuten kankaat ja vaahtomuovit) ja kuumat kappaleet. Ultraäänianturi tunnistaa riippumatta materiaalista, väristä ja tunnistettavan pinnan rakenteesta.
Tunnistusetäisyys vaihtelee eri antureiden välillä aina muutamasta sentistä kymmeniin metreihin. Mitattavan alueen rajat ovat tarkasti asetettavissa. Kytkentätaajuus on parhaimmillaan 100Hz eli 100 kertaa sekunnissa.
Ultraäänen taajuus voi olla välillä 20kHz – 1GHz, tyypillisesti muutama kymmenen megahertsiä.
Ultraäänikytkimen rakenne muodostuu lähetin/vastaanotinyksiköstä, signaalinmuodostusyksiköstä
ja vahvistimesta.
| |
Kytkimen asentaminen
Koska kytkimen toiminta lähestymiskytkimenä perustuu kappaleesta saatavaan heijastumaan,
on sijoittelussa huomioitava seuraavat seikat:
* lähistöllä ei saa olla muita heijastavia esineitä kuin tunnistettava kappale
* heijastavan pinnan tulee olla mahdollisimman kohtisuorassa kytkintä vastaan
* kytkimet tulee asentaa siten, että niiden lähettämä äänikeila ei vaikuta muihin lähistöllä ole-
viin ultraäänikytkimiin
* tunnistettava kappale ei saa liikkua liian nopeasti (nopeus riippuu kappaleen koosta siten, että
iso kappale saa liikkua nopeammin)
Ultraäänikytkimen yhteydessä voi käyttää peilejä äänisäteen heijastamiseksi, mikäli kohteeseen
on vaikea suunnata suoraa sädettä.
Soveltamiskohteita:
Etäisyydenmittaus ja pinnankorkeuden mittaus
- Säiliöiden, kuljettimien ja prosessiteollisuuden pinnanmittaukset
- Jäteveden mittaus
- Nestepintojen valvonta pullotuslaitteissa
- Kuljetinvalvonta
- Granulaattisuppilon sisällön valvonta ruiskupuristuskoneissa
- Pinnanmittaus sadonkorjuukoneissa, jurikkaanostokoneissa yms
- Etäisyydenmittaus maahan maatalous- ja maansiirtokoneissa
Ohjaus
- Hihnan kireyden tai riippuman ohjaus
- Patojen ja luukkujen aseman tunnistus ja mittaus
- Rullan halkaisijan mittaus rullaimissa
- Pinon korkeuden valvonta (pinous, varastot, kokoonpanokoneet)
- Syötöntunnistus
- Syötöntunnistus liuskevarastoon, lomakekoneelle ja painoon
- Kalvopuhalluslinjan muovin tunnistus
Laskenta ja tunnistus
- Ihmisten kulunvalvonta, kävijälaskenta myymälöissä ja näyttelyissä
- Pyöröovien käyttäjävalvonta, laskenta yms
- Oviautomatiikka
- Läpinäkyvät kohteet,kalvot, tasolasit, pullot yms
- Kappaleen tunnistus robotin tarttujissa
- Täysien ja tyhjien lavojen tunnistus
- Laskea ja tunnistaa kappaleita vaikeissa olosuhteissa
- Tunnistaa väärät osat kuljettimella
- Ajoneuvojen törmäyksen esto
Mittojen määritys
- Pakkauksen mittojen määrittely
- Taimien korkeuden tunnistus kasvihuoneissa
- Puunrunkojen mittaus