Informace o ultrazvukových senzorech (5. část): Jednoduchá instalace a montáž

Detekované předměty mohou do zvukového paprsku vstoupit z kterékoli strany. Předpokládané detekční body lze přesněji nastavit pomocí rozsahů a křivek odezvy uvedených v technických listech ultrazvukových senzorů.

Ultrazvukové senzory mohou detekovat tělesa, kapaliny a prášky. Pro vyhodnocení ozvěny senzoru jsou zásadní vlastnosti povrchu předmětů. Ideální odrazy vytvářejí rovné a hladké povrchy v pravém úhlu k paprsku. Aby byla zaručena spolehlivá detekce, nesmí úhlová odchylka měřicí destičky přesáhnout 3°.

Vlastnosti materiálu, jako je průhlednost, barva nebo úprava povrchu (lesklý či matný), nemají na spolehlivost detekce žádný vliv. Hrubé povrchy odrážejí akustickou energii více směry. Tím se snižuje celkový detekční dosah. Naopak ale hrubé povrchy díky převážně rozptýlenému odrazu ultrazvukového signálu umožňují větší úhlovou odchylku.

Této vlastnosti lze využít k detekci úrovní naplnění nebo hromad hrubozrnných materiálů s úhlovou odchylkou až 45° (v kratším dosahu).

Obzvláště dobře lze detekovat následující předměty:

• Všechny hladké a pevné předměty umístěné kolmo k úhlu paprsku
• Všechny pevné předměty s úrovní drsnosti povrchu způsobující rozptýlený odraz, které jsou libovolně umístěné
• Hladiny kapalin v úhlu <3° od osy paprsku

Následující materiály se detekují špatně:

• Materiály, které pohlcují ultrazvukové signály, jako je plsť, vata, hrubé textilie nebo pěna
• Materiály s teplotou přesahující 100° C

V takových případech může být pro tyto materiály vyžadována optická jednocestná brána.

Křivka odezvy ultrazvukových senzorů je označována jako zvukový paprsek. Předměty jsou zvukovým paprskem detekovány, pokud zpět do ultrazvukového paprsku odrazí dostatečné množství zvuku. Křivka odezvy závisí na odrazivých vlastnostech předmětu. Proto jsou v technických listech obsaženy grafy zvukových paprsků pro různé standardní předměty. Zvukový paprsek nemá žádné přesně definované limity a může se měnit v závislosti na vlivech prostředí, jako je teplota nebo vlhkost.

Pokud se v místě použití nacházejí nežádoucí akusticky odrazivé předměty, musí být kolem zvukového paprsku volný prostor. Je to jediný způsob, jak zabránit nesprávnému spínání způsobenému nechtěnými odrazy.

Pro orientaci v případě malých, oblých nebo špatně odrazivých předmětů lze využít křivku odezvy 2 (kulatá tyč o průměru 25 mm). Tu lze využít také pro hladké povrchy, které jsou umístěné rovnoběžně se směrem paprsku ultrazvukového senzoru (vnitřní stěna nádoby, trubky). U velkých předmětů s dobrými odrazivými vlastnostmi (rušivými hranami) se musí použít volný prostor odpovídající minimálně křivce odezvy 1 (plochý panel 100 mm x 100 mm).

Pokud volný prostor nelze zachovat, mnoho ultrazvukových senzorů Pepperl+Fuchs poskytuje možnost úpravy zvukového paprsku. To lze provést pomocí tlačítek funkce učení nebo pomocí programovacího rozhraní a softwaru. Software lze použít k selektivnímu potlačení mnoha rušivých předmětů v detekčním dosahu (potlačení pevného cíle).

Aby se zabránilo přeslechům ultrazvukových senzorů, které operují ve stejném detekčním dosahu a jsou instalované rovnoběžně, je nutné dodržet minimální vzdálenost mezi senzory, jak je uvedena na následujících ilustracích. Hodnoty uvedené v tabulce je třeba brát jako ilustrativní příklady. Platí, pokud jsou úhly paprsků vzájemně rovnoběžné a povrchy předmětů jsou kolmo k osám úhlů paprsků. Skutečná požadovaná vzdálenost (X) závisí na zarovnání, typu a povrchu cíle umístěného ve zvukovém paprsku.

V případě instalace naproti sobě je nutné dodržet odstupy uvedené v tabulce níže. Pokud dochází k rušení, může být nutné zvýšit vzdálenost (X) nebo, pokud je to vhodné, aktivovat synchronizační nebo multiplexní funkci. Není možné naproti sobě umístit synchronizované a nesynchronizované ultrazvukové senzory.