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超声波传感器的基本物理原理及接收信号之间的时间差

2021年12月24日18:42 

  超声波接近传感器是在许多制造和自动化应用中使用的接近传感器的常见类型。它们主要用于物体检测和距离测量,通常用于食品和饮料加工以及各种包装应用。超声波传感器工作时的声音频率高于人类听觉的听觉极限(约20 kHz),通常在25~50 kHz范围内。


  超声波传感器的基本物理原理是传感器发送超声波脉冲并接收回来。利用发射信号和接收信号之间的时间差,可以确定到物体的距离。常见的设计是将发射器和接收器构建到同一个物理外壳中,尽管它们也可以安装在单独的单元中,例如一些带有单独发射器和检测器的光电传感器。将发射机和接收机安装在同一个单元中可以简化安装和布线。

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  因为超声波接近传感器,用声音代替光,所以可以用在光电传感器比较难的地方,比如检测透明塑料物体和标签,反射光学传感器的高反射面,甚至液位。它们不受常见污染物如灰尘、湿气和环境光的影响。

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  根据应用要求,传感器附近的超声波可以通过多种不同的方式安装和操作。事实上,由于传感本身是基于波发射及其检测,所以它们的安装方式可以与光电传感器平行。也就是说,这些设置可以包括声波的简单反射(例如在回射模式下),或者它们可以设置在回射感测或扩散模式下。


  对于大多数使用超声波传感器的传感应用,最好具有相当窄的输出光束,以避免可能产生不准确读数的反射。较宽的光束将传播到更大的区域,并可能导致干涉图案,从而导致不准确的读数。除了光束角度,还应考虑其他参数,例如所应用的最佳传感模式、所需的测量范围、输出类型(模拟或开关/继电器输出)以及外壳的尺寸、形状和材料。

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