Nguyên Lý Và Ứng Dụng Cảm Biến Siêu Âm là gì? Để hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm sẽ hoạt động như thế nào thì điều cơ bản đầu tiên chính là chúng ta phải biết khái niệm của cảm biến siêu âm là gì trước nhé!
Cảm biến siêu âm là gì?
Thiết bị cảm biến siêu âm là thiết bị đo nhỏ gọn chứa máy phát siêu âm và mô-đun điện tử dùng để đo liên tục hoặc cảm nhận mức giới hạn của chất lỏng, nước thải, bùn, chất kết dính, nhựa trong các mạch đóng và mở khác nhau,… Thông thường cảm biến siêu âm được dùng để đo mức chất lỏng là chủ yếu ngoài ra còn có thể dùng để đo chất rắn. Cam bien sieu am là thiết bị được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, vậy nguyên lý và ứng dụng cảm biến siêu âm là gì? Hãy xem thêm bên dưới!
Hình 1: Cảm biến siêu âm
Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm như thế nào?
Cảm biến siêu âm với cấu tạo chứa đầu dò điện âm và mô-đun điện tử sẽ sử dụng đầu dò điện âm, cảm biến đo mức truyền một loạt các xung siêu âm lan ra bề mặt. Hay nói cách dễ hiểu hơn đó là bản thân cảm biến sẽ phát ra sóng liên tục với tốc độ của sóng siêu âm.
Khi sóng siêu âm tiếp xúc với các vật cản như nước, nước thải, chất lỏng dạng kết dính,.. chất rắn như: hạt nhựa, cát, xi măng, đá, bột, cám, thức ăn,… thì sẽ phát tính hiệu xung truyền về cảm biến siêu âm. Sau đó, cảm biến sẽ phân tích và chuyển đổi thành tín hiệu analog 4-20mA để biết được khoảng cách từ vật cản đến cảm biến là bao nhiêu. Do đó chúng ta có thể đo được khoảng cách từ cảm biến đến mức chất lỏng và chất rắn.
a. Cảm biến sẽ phát liên tục các sóng siêu âm b. Sóng siêu âm khi gặp chất lỏng sẽ phản hồi lại
Hình 2: Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm Biến Siêu Âm
Nguyên Lý Cảm Biến Siêu Âm:
Cảm biến siêu âm phát ra các xung âm thanh tần số cao, ngắn đều đặn liên tục. Chúng lan truyền trong không khí với vận tốc âm thanh. Nếu chúng tiếp xúc với vật thể, thì chúng bị phản xạ trở lại dưới dạng tín hiệu dội tới cảm biến. Sau đó, cảm biến sẽ tính khoảng cách tới mục tiêu dựa trên thời gian giữa việc phát tín hiệu và nhận tiếng vang.
Vì khoảng cách đến một vật thể được xác định bằng cách đo thời gian phát và nhận tiếng vang chứ không phải bằng cường độ âm thanh, vì vậy cảm biến siêu âm rất tuyệt vời trong việc triệt tiêu nhiễu sóng.
Hầu như tất cả các vật liệu phản ánh âm thanh đều có thể được phát hiện, bất kể màu sắc của chúng. Ngay cả các vật liệu trong suốt hoặc lá mỏng cũng không vấn đề gì đối với cảm biến siêu âm.
Cảm biến siêu âm có thể nhìn xuyên qua không khí đầy bụi và sương mù. Có thể đo mức độ đầy trong giếng và ống nghiệm, cũng như phát hiện các chai nhỏ trong ngành đóng gói đều được thực hiện dễ dàng. Kể cả các loại dây mỏng cũng được phát hiện một cách chính xác.
Cơ Chế Hoạt Động:
Các chế độ hoạt động và cấu hình thiết bị khác nhau cho phép sử dụng cảm biến siêu âm trong tất cả tự động hóa có thể hiểu được ứng dụng.
Một “vùng mù” của cảm biến
Xác định phạm vi phát hiện nhỏ nhất cho phép của nó. Chú ý, không được đặt vật thể hoặc gương phản xạ gây nhiễu trong vùng mù vì điều này có thể dẫn đến các phép đo không chính xác.
Cảm biến siêu âm là thiết bị đo lường được sử dụng để đo chất lỏng, chất rắn,.. Vậy ứng dụng của cảm biến trong công nghiệp cụ thể là như thế nào?
Các ứng dụng cảm biến siêu âm trong thực tế
Cảm biến siêu âm dùng để cảnh báo:
Do độ bám dính bên trong của Label với vật liệu lót thể hiện mối nối không có lớp không khí tách biệt . Cảm biến phải được hiệu chuẩn với label và vật liệu lót.
Cảm biến siêu âm phát hiện người
Nếu nhiệm vụ là phát hiện sự hiện diện của người. Chúng ta nên chọn cảm biến siêu âm có phạm vi hoạt động tốt vượt quá khoảng cách quét yêu cầu. Phạm vi hoạt động của cảm biến càng lớn, tần số siêu âm của nó càng thấp. Và tần số siêu âm càng thấp, càng dễ phát hiện các chất liệu quần áo thấm nước như len.
Cảm biến siêu âm định vị
Khi quét các tấm kính hoặc bề mặt phẳng, nhẵn khác,… Cần chú ý để đảm bảo cảm biến siêu âm quét vuông gốc với bề mặt.
Cảm biến siêu âm kiểm soát chất lượng (phát hiện ngã đổ)
Kiểm soát chất lượng trên máy đóng gói, phổ rộng của cảm biến siêu âm có sẵn để phát hiện vật thể trong quá trình nhanh.
Tất cả các dạng cảm biến siêu âm dùng để cảnh báo đều cho ngõ ra dạng PNP hoặc NPN . Ở trạng thái bình thường thì cảm biến luôn OFF. Khi có sự thay đổi của vật cản thì tín hiệu có trạng thái ON để cảnh báo .
Cảm biến siêu âm dùng để giám sát liên tục
Cảm biến kiểm soát mức nhiên liệu
Kiểm soát mức độ liên tục cho ra tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V. Tín hiệu này được đưa về PLC, biến tần để điều khiển để ổn định mức trong các bồn chứa. Độ chính xác của cảm biến siêu âm phụ thuộc vào người lắp đặt và cài đặt. Bởi vì khoảng cách càng lớn thì sai số càng lớn. Do đó, cần phải xác định được khoảng cách cần đo để lắp cảm biến chính xác.
Cảm biến siêu âm giám sát mức trong ống nghiệm
Giám sát mức trong các thùng chứa nhỏ, ngay cả trong các thùng chứa có đường kính dưới 5mm.
Cảm biến siêu âm phát hiện mối nối : Phát hiện mối nối và cả label
Trên đây là một số ứng dụng phổ biến được sử dụng trong ngành công nghiệp. Hy vọng rằng bài viết này sẽ hữu ích cho mọi người!
Cảm ơn các bạn đã xem bài viết này. Nếu có sai sót tôi rất mong nhận được sự góp ý để có thể hoàn thiện hơn. Chúc các bạn có nhiều thành công.
Công ty TNHH Kỹ Thuật Tự Động Hưng Phát chúng tôi chuyên nhập khẩu cảm biến hàng châu Âu – G7. Giá thành cạnh tranh nhất trên thị trường, hàng hóa đầy đủ CO, CQ. Chế độ bảo hành đúng cam kết ( 1 đổi 1 nếu sản phẩm do lỗi nhà sản xuất).
Mọi chi tiết xin liên hệ :
Nguyễn Long Hội ( Mr )
Số Điện Thoại : 0939.266.845 (Zalo)
Email : [email protected]
Web: mobitool.net & mobitool.net