חיישן אולטראסוני

ת: חיישני גיליון-יחיד וגיליון כפול-קוליים הם טכנולוגיית מדידה קולית נפוצה. ההבדל בין חיישני גיליון- בודד לגיליון כפול- טמון באופן שבו גלים קוליים משתקפים במהלך התפשטות. לחיישני גיליון- בודדים יש רק גביש אחד, ששולח גלי קול לאחר זיהוי עצם ומנטר את האות המוחזר שלו; ואילו חיישני גיליון-כפולים יש שני גבישים, אחד לשליחת גלי קול והשני לקליטת אותות מוחזרים. עיקרון העבודה של חיישני גיליון- יחיד וגיליון כפול- קולי מבוסס על מהירות הקול והשתקפות גלי הקול. על ידי פליטת גלים קוליים לאובייקט ומדידת הפרש הזמן של האותות המוחזרים, מחושב המרחק בין האובייקט לחיישן. המרחק בין האובייקט לחיישן נקבע על ידי חישוב זמן ההתפשטות של גל הקול, ובכך להשיג זיהוי אובייקט ללא מגע.

ת: חיישני גיליון- וגיליון כפול- נמצאים בשימוש נרחב במכונות הדפסת נייר, מכונות הרכבה, מכונות קיפול, מכונות אריזה, תאים סולאריים, ייצור פרוסות סיליקון, תיוג, ייצור PCB וכו'.

ת: היתרונות של חיישנים קוליים כוללים:

1. יכולת הזיהוי אינה מושפעת מצבע או שקיפות של אובייקט: חיישנים אולטרסאונדים מזהים אובייקטים באמצעות השתקפות גלי קול, כך שהצבע או השקיפות של אובייקטים לא ישפיעו על קריאותיהם.

2. ניתן לתפעול בחושך: בניגוד לחיישני קרבה המסתמכים על אור או ראייה, חיישנים קוליים עדיין יכולים לזהות ביעילות בסביבות חשוכות.

3. יכולת אנטי-- חזקה נגד הפרעות: חיישנים קוליים אינם מושפעים בקלות מסביבות אבק, לכלוך או לחות גבוהה, במיוחד בתנאים קיצוניים, והם יכולים לספק קריאות מדויקות יותר מחיישנים רבים אחרים.

4. דיוק גבוה שהודגם ביישומים: חיישנים אולטראסוניים יכולים לספק דיוק מדידה גבוה במדידת עובי או מרחק של משטחים מקבילים.

5. חדירה חזקה: חיישנים אולטרה קוליים הם בעלי רגישות וחדירה גבוהה, ויכולים לזהות עצמים חיצוניים, אפילו עצמים עמוקים.

6. יכולת חזקה להתנגד להפרעות סביבתיות: חיישנים אולטראסוניים יכולים לעבוד ביציבות בכל תנאי תאורה, בין אם בפנים, בחוץ או בסביבות תאורה מורכבות. הם מסוגלים לזיהוי ללא-מגע של אור, עשן, אבק, צבע וחומרים, ולכן ביישומים מסוימים, חיישנים קוליים יעילים יותר מחיישני אינפרא אדום, שעלולים להיות מושפעים מעשן או חומרים שחורים.

7. טווח יישומים רחב: חיישנים אולטראסוניים יכולים לשמש עבור יישומים שונים כגון זיהוי מפלס מים, יישומי כלי טיס בלתי מאוישים, יישומים אוטומטיים להימנעות ממכשולים, זיהוי מרחק וכו'.

8. רב-תכליתיות: חיישנים אולטרה-קוליים יכולים לשמש לזיהוי נוכחות, זיהוי רמות, זיהוי מיקום, זיהוי מרחק וכו', שיכולים לענות על הצרכים של רוב הזיהוי ללא-מגע.

המגבלות של חיישנים קוליים כוללות:

1. לא יכול לעבוד בוואקום: לא ניתן להשתמש בגלים אולטראסוניים בוואקום מכיוון שהם דורשים אוויר להתפשטות.

2. לא מתאים ליישומים מתחת למים: מים סופגים גלי קול, ומשפיעים על יכולת הזיהוי של חיישנים.

3. חומרים רכים משפיעים על דיוק הזיהוי: אם פני השטח של חפץ מכוסים בחומרים רכים מאוד, הוא עלול לספוג יותר גלי קול, מה שמקשה על החיישן לזהות את המטרה.

4. שינויי טמפרטורה משפיעים על הדיוק: שינויי טמפרטורה עשויים להשפיע על הדיוק של חיישנים קוליים. למרות שחיישנים מודרניים מספקים פונקציות פיצוי טמפרטורה שניתן לכייל על סמך שינויי טמפרטורה ומתח, הם עדיין עשויים להיות מושפעים.

5. קשה לזהות עצמים קטנים: אם חפץ קטן מדי, ייתכן שהוא לא ישקף מספיק גלי קול כדי שיזוהו על ידי חיישנים.

6. קשה לזהות צורות ספציפיות: הצורה או המיקום של עצמים מסוימים עלולים לגרום להחזרי גלי קול לסטות מהחיישן.

ת: לחיישנים אולטראסוניים יש את הפונקציה של זיהוי רמות נוזל, עצמים שקופים וחומרים. חיישנים קוליים יכולים לשלוט במתח ולמדוד מרחק, המשמשים בעיקר בהובלת ציוד לאריזה, ייצור בקבוקים, טיפול בחומרים, בדיקת פחם, עיבוד פלסטיק ותעשיית הרכב. חיישנים אולטראסוניים יכולים לשמש לניטור תהליכים כדי לשפר את איכות המוצר, לזהות פגמים, לקבוע נוכחות או היעדרות והיבטים אחרים.

ת: מבחינת התקנה, קודם כל, יש להבטיח את הדיוק של מיקום התקנת החיישן. יש לשמור אותו בניצב לנתיב העברת הנייר, כך שניתן יהיה להקרין את הגל האולטראסוני אנכית לנייר ולהשיג את אות ההשתקפות המדויק ביותר. גם גובה ההתקנה חייב להיות מותאם בקפדנות בהתאם למדריך הציוד. קרוב מדי או רחוק מדי מהנייר עלול להשפיע על דיוק הזיהוי. לדוגמה, קרוב מדי עלול לגרום לגל המוחזר להיות חזק מדי ורווי, בעוד שהיות רחוק מדי עלול לגרום לגל המוחזר להיות חלש מדי מכדי להיות מזוהה ביעילות. במהלך השימוש, יש לנקות את קצוות השידור והקליטה של ​​החיישן באופן קבוע כדי למנוע מאבק, שאריות נייר וזיהומים אחרים להצטבר ולהשפיע על השידור והקליטה של ​​גלים קוליים. יחד עם זאת, שימו לב לטמפרטורה וללחות של סביבת העבודה, מכיוון שתנאי טמפרטורה ולחות קיצוניים עשויים לשנות את מאפייני ההתפשטות של גלים קוליים, ובכך להשפיע על אמינות הזיהוי. לדוגמה, בסביבה לחה, אדי מים עלולים להפריע להתפשטות האולטרסאונד ולגרום לשיקול דעת מוטעה.

ת: באופן כללי, לחיישנים-אולטראסוניים-גליון בודד ו-כפול באיכות גבוהה יש דיוק זיהוי גבוה מאוד, ושיעור הזיהוי הנכון של נייר-יחיד וגיליון כפול- יכול להגיע ליותר מ-99%. הדיוק שלו תלוי בעיקר בביצועי החומרה של החיישן, כמו רגישות רכיבי השידור והקליטה, דיוק מעגל עיבוד האותות וכו'. יחד עם זאת, זה קשור גם לגורמים כמו החומר ועובי הנייר. עבור נייר בעל עובי אחיד וחומר יציב, החיישן יכול להשיג דיוק זיהוי גבוה במיוחד. עם זאת, עבור חומרים מיוחדים מסוימים, כגון נייר עם ציפוי או מרקם לא אחיד על פני השטח, הדיוק עשוי להיות מושפע מעט, אך באמצעות התאמת פרמטר וכיול מתאימים, עדיין ניתן להבטיח דיוק זיהוי גבוה. לדוגמה, בתחומים כמו הדפסת שטרות, הדורשים דיוק גבוה במיוחד בזיהוי גיליונות נייר בודדים וכפולים, חיישני גיליון בודדים וכפולים יכולים לעמוד במלוא דרישות הייצור לאחר איתור באגים דק ולהבטיח למעשה את איכות המוצר.

ת: חיי השירות של חיישני גיליון-יחיד וגיליון כפול-קוליים מושפעים מגורמים רבים, וחיי השירות שלהם הם בדרך כלל כ-3-10 שנים.

1. גורמי איכות רכיבים פנימיים איכות מרכיבי הליבה של החיישן, כגון משדרים ומקלטים קוליים, היא המפתח. רכיבי שידור וקבלה עשויים-קרמיקה פיזואלקטרית באיכות גבוהה וחומרים אחרים יכולים לשמש במשך זמן רב בתנאי שימוש רגילים. לדוגמה, חיישנים מסוימים המשתמשים בחומרים פיזואלקטריים בטוהר- גבוה ועוברים תהליכי ייצור עדינים יכולים לשמור על ביצועים יציבים של הרכיבים הפנימיים שלהם לאורך זמן, וחיי השירות שלהם עשויים להגיע ל-8-10 שנים. איכות מעגל עיבוד האותות תשפיע גם על חיי השירות. אם תכנון המעגל סביר ונעשה שימוש ברכיבים אלקטרוניים- באיכות גבוהה, כגון קבלים עמידים, נגדים ושבבי מעגל משולבים, זה יכול להפחית כשלים שנגרמים מהזדקנות של רכיבים אלקטרוניים ולעזור להאריך את החיים הכוללים של החיישן. 2. גורמים סביבתיים לטמפרטורת סביבת העבודה יש ​​השפעה משמעותית על חיי החיישן. בטווח הטמפרטורות המתאים, כגון 0-40 מעלות צלזיוס, הביצועים של הרכיבים הפנימיים של החיישן יציבים יחסית. עם זאת, אם הוא נמצא בסביבה בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב (כגון יותר מ-60 מעלות צלזיוס), הוא עלול להאיץ את ההזדקנות של רכיבים, במיוחד בתי פלסטיק ורכיבים אלקטרוניים. טמפרטורות גבוהות עלולות לגרום לעיוות של הבית, להתרופפות מפרקי הלחמת המעגל ולהשפיע על הביצועים של הרכיבים האולטראסוניים, ולקצר את חיי החיישן ל-3-5 שנים או אפילו לקצר יותר. גם הלחות היא גורם חשוב. סביבות לחות גבוהה עלולות לגרום ללחות בתוך החיישן, ולגרום לקצר חשמלי או לקורוזיה. בסביבה לחה, אם אין אמצעים טובים עמידים למים ולחות, חיי החיישן עשויים להיות מופחתים מאוד. אבק וזיהומים בסביבה גם אינם מתאימים לשימוש ארוך טווח בחיישן. אבק עלול להצטבר על פני השטח של המשדר והמקלט האולטרסאונד, ולהשפיע על יעילות השידור והקליטה האולטרסאונד. הצטברות ארוכת טווח עלולה לפגוע בפני השטח של הרכיב, להפחית את ביצועי החיישן, ובכך לקצר את חיי השירות.

3. גורמי תדירות ועוצמת שימוש תדירות שימוש גבוהה תאיץ את בלאי החיישן. אם החיישן צריך להיבדק באופן רציף, כגון בקו ייצור נייר-במהירות גבוהה, שבו מבוצעות בדיקות מרובות בשנייה, הרכיבים הפנימיים יישחקו מהר יותר מאשר בשימוש בתדר-נמוך. החיישן עלול גם להינזק מהלם מכאני גדול או רעידות. תנועה מכנית תכופה ליד מקום ההתקנה או פגיעה במהלך הובלת ציוד עלולות לגרום לרכיבים הפנימיים של החיישן להזיז או להינזק, ובכך לקצר את חיי השירות שלו.

ת: בעת שימוש בחיישני אולטרסאונד-יחיד ו-כפול, הלקוחות חייבים לוודא שהזוויות של שני הבדיקות מיושרות במהלך ההתקנה ושלא ניתן לקזז את הזווית של שני הבדיקות כדי להבטיח שהשידור והקליטה האנכיים נמצאים ביחס שווה במהלך תהליך השידור והקליטה.

ת: ניתן להתקין חיישן גיליון כפול אולטראסוני בניצב לנייר. בעת זיהוי נייר וסרט רגילים, התנופה של הנייר לא תשפיע על תפקוד המערכת. ליריעות מתכת דקות וסרטי פלסטיק עבים יותר (כגון כרטיסי אשראי), מומלץ להתקין את המערכת בהטיה של 27 מעלות. עבור סוגים מיוחדים של נייר עבה יותר, יש להתקין את המערכת בהטיה של 27 מעלות עד 30 מעלות.

ת: משדר קולי בתדר- גבוה פולט קרן קולית מתחתית הגיליון. גל הקול גורם לרטיטה של ​​הסדין, אשר בתורו יוצר גל קול קטן מאוד בצד השני של הסדין. גל קול קטן זה נקלט על ידי המקלט האולטראסוני. אם יש שני גיליונות, אחד על השני, האות נחלש עוד יותר ובעצם לא יכול להגיע למקלט.