Ultrazvukové snímače

Ultrazvukové snímač slouží k zjišťování přítomnosti odrazového materiálu a k zjišťování vzdálenosti.

Vyrábějí v provedení jako koncový spínač (binární) nebo s analogovým výstupem.

Pracují na principu vyhodnocení doby návratu ultrazvukového paprsku, který je emitován vysílačem. Ultrazvukové vlny se v reálném prostředí odrážejí od předmětů a tato skutečnost je využita k detekci předmětu nebo vzdálenosti předmětu umístěného v ultrazvukovém poli.

Blokové schéma:

Zobrazení funkce:

Pracovní rozsah těchto snímačů se může pohybovat podle konkrétního typu od desetin milimetru až po několik metrů.

Výhodou tohoto snímače je detekce transparentních a lesklých předmětů,  nehraje roli barva povrchu, měření sypkých materiálů a materiálů s nepravidelným povrchem, měření hladiny kapalin a pastovitých látek, konstantní rozlišení v celém rozsahu měření, nevadí mu prašné prostředí.

Aktivní plocha měniče kmitá, a zabraňuje tak usazování suchého prachu a nečistot.

Má však i některé nedostatky ve srovnání s jinými typy.  Nedetekuje tlumící materiály, je omezen rychlostí proudění vzduchu a má delší dobu odezvy a širší prostorový úhel paprsku. Při krátké detekční vzdálenosti se však kužel ultrazvukové vlny do širokého prostoru nerozevře – např. na vzdálenosti 500 mm je průměr ozářené plochy asi 40 mm.

Další nevýhodou ultrazvukového čidla může být závislost rychlosti šíření ultrazvuku na teplotě prostředí (vzduchu), Tyto nevýhody se však v aplikacích na výrobních linkách neprojevují tolik jako při měření hladin.  Na malé vzdálenosti se také v obvyklých podmínkách nevyskytují výrazné teplotní gradienty, proto k odstranění teplotní závislosti stačí vestavěná kompenzace teploty, která bývá standardní součástí většiny ultrazvukových čidel.

Příklady použití:

Nejčastěji se používají v podobných úlohách jako čidla optoelektrická, jsou však výhodnější tam, kde optická detekce selhává: v případě snížení průzračnosti prostředí, např. vlivem prachu, při detekci kontrastních nebo lesklých objektů a při detekci průhledných předmětů, nelze-li použít čidla s polarizovaným světlem.

Nejčastějším použitím je snímání výšky hladin

Uplatnění nachází i v běžném životě, např jako snímače pro parkovacího asistenta