德國圖爾克TURCK超聲波傳感器

超聲波傳感器概述圖爾克在“傳感器技術的基本原理”系列的第15部分闡述了超聲波傳感器領域的重要概念，這有助于基于各種測量因素的正確選型，從而有效地提升設備和系統的能力。 
超聲波傳感器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。超聲波傳感器對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質均能檢測。其檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響，包括煙塵環境和雨天。
檢測模式
超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測模式。位于傳感器前面的被檢測物通過將發射的聲波部分地發射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測到被測物。
目前還有部分超聲波傳感器采用對射式的檢測模式。一套對射式超聲波傳感器包括一個發射器和一個接收器，兩者之間持續保持“收聽”。位于接收器和發射器之間的被檢測物將會阻斷接收器接收發射的聲波，從而傳感器將產生開關信號。
檢測范圍和聲波發射角
超聲波傳感器的檢測范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長，頻率越小，檢測距離越大，
如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm
波 長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發射角，因而更適合精確檢測相對較小的物體。另一些聲波發射角在12º至15º的傳 感器能夠檢測具有較大傾角的物體。此外，我們還有外置探頭型的超聲波傳感器，相應的電子線路位于常規傳感器外殼內。這種結構更適合檢測安裝空間有限的場 合。
傳感器調節
幾乎所有的超聲波傳感器都能對開關輸出的近點和遠點或是測量范圍進行調節。在設定范圍外的物體可以被檢測到，但是不會觸發輸出狀態的改變。一些傳感器具有不同的調節參數，如傳感器的響應時間、回波損失性能，以及傳感器與泵設備連接使用時對工作方向的設定調節等。
重復精度
波長等因素會影響超聲波傳感器的精度，其中zui主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度，因而許多超聲波傳感器具有溫度補償的特性。該特性能使模擬量輸出型的超聲波傳感器在一個寬溫度范圍內獲得高達0.6mm的重復精度。
輸出功能
所有系列的超聲波傳感器都有開關量輸出型產品。一些產品還有2路開關量輸出（如zui小和zui大液位控制）。大多數產品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產品。
噪聲抑制
金屬敲擊聲、轟鳴聲等噪聲不會影響超聲波傳感器的參數賦值，這主要是由于頻率范圍的優選和已獲的噪聲抑制電路。
同步功能
超聲波傳感器的同步功能可防干擾。他們通過將各自的同步線進行簡單的連接來實現同步功能。它們同時發射聲波脈沖，象單個傳感器一樣工作，同時具有擴展的檢測角度。
傳感器交替性工作（多通道）
以交替方式工作的超聲波傳感器彼此間是相互獨立的，不會相互影響。以交替方式工作的傳感器越多，響應的開關頻率越低。
檢測條件
超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質中工作。這種傳感器也能在其它氣體介質中工作，但需要進行靈敏度的調節。
盲區
直接反射式超聲波傳感器不能可靠檢測位于超聲波換能器前段的部分物體。由此，超聲波換能器與檢測范圍起點之間的區域被稱為盲區。傳感器在這個區域內必須保持不被阻擋。
空氣溫度與濕度
空氣溫度與濕度會影響聲波的行程時間。空氣溫度每上升20ºC，檢測距離至多增加3.5%。在相對干燥的空氣條件下，濕度的增加將導致聲速zui多增加2%。
空氣壓力
常規情況下大氣變化±5%（選一固定參考點）將導致檢測范圍變化±0.6%。大多數情況下，傳感器在5 Bar壓力下使用沒有問題。
氣流
氣流的變化將會影響聲速。然而由zui高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的。在產生空氣渦流比較普遍的條件下，例如對于灼熱的金屬而言，建議不要采用超聲波傳感器進行檢測，因為對失真變形的聲波的回聲進行計算是非常困難的。
標準檢測物
·采用正方形聲反射板用于額定開關距離sn的標定。
·1mm的厚度·垂直性：與聲束軸線垂直。
防護等級
·外殼可防固體顆粒和防水。
·IP65：*防塵；防水柱的侵入。
·IP67：*防塵；在恒溫下浸入水下1m深處并放置30分鐘，能夠有效防護。
·IP69K：基于EN60529的符合DIN 40050-9
泵功能
可施行雙位置控制，例如一個液位控制系統的泵入泵出功能。當一個被測物遠離傳感器到達檢測范圍的遠點時，輸出動作。當被測物靠近傳感器到達檢測范圍設定的近點時，輸出相反的動作。

德國圖爾克TURCK超聲波傳感器

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