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超声波测距

超声波接近开关原理与应用

时间:2016-11-08 14:28:30  来源:

1.概述


  超声波接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近超声波开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令。超声波接近开关是种开关型传感器(即无无触点开关),它即有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式容式霍尔式超声波、交、直流型。 (本文主要介绍超声波接近开关)

  超声波接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护(防撞)环节。超声波接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止,超声波接近开关的应用范围日益广泛,其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。


2.超声波接近开关的主要功能 (如下图)


2.1 距离检测

检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置;

检测车辆的位置,防止两物体相撞检测;

检测工作机械的设定位置,移动机器或部件的极限位置;

检测回转体的停止位置,阀门的开或关位置;

检测透明物体的卷径、透明塑料张力控制;


2.2 尺寸控制

金属板冲剪的尺寸控制装置;

自动选择、鉴别金属件长度;

检测自动装卸时堆物高度;

检测物品的长、宽、高和体积。


2.3 检测物体存在有否

检测生产包装线上有无产品包装箱;

检测有无产品零件。


2.4 转速与速度控制

控制传送带的速度;

控制旋转机械的转速;

与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。


2.5 计数及控制

检测生产线上流过的产品数;

高速旋转轴或盘的转数计量;

零部件计数。


2.6 检测异常

检测瓶盖有无;

产品合格与不合格判断;

检测包装盒内的金属制品缺乏与否;起重机危险区报警;

安全扶梯自动启停。


2.7 计量控制

产品或零件的自动计量;
检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量;
检测浮标控制测面高度,流量;
仪表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。






3.超声波接近开关结构

  超声波传感器:用以检测不透过超声波的物质

  按其外型形状可分为园柱型、方型。园柱型比方型安装方便,但其检测特性相同。接近开关按供电方式可分为;直流型和交流型,按输出型式又可分为直流两线制、直流三线制、直流四线制、交流两线制和交流三线制。


3.1两线制接近开关

  两线制接近开关安装简单,接线方便;应用比较广泛,但却有残余电压和漏电流大的缺点。


3.2直流三线式 (我们主要是这种)

  直流三线式接近开关的输出型有NPN和PNP两种,70年代日本产品绝大多数是NPN输出,西欧各国NPN、PNP两种输出型都有。PNP输出接近开关一般应用在PLC或计算机作为控制指令较多,NPN输出接近开关用于控制直流继电器较多,在实际应用中要根据控制电路的特性进行选择其输出形式。


3.3其他输出

 超声波传感器还有模拟量(0~5V、0~10V、4~20ma)以及RS485输出。工业上面输出种类众多。在实际应用中我们可以根据客户实际要求来进行调整。



4 超声波传感器的角度:

 与光电、激光相比,超声波具有一定的声锥。即我们平时说的角度。在超声波传感器角度覆盖范围之内的被测物体,都是有机会被检测到的。所以安装时候尤其要注意,测量范围只能有被测物,否则传感器将很容易产生误动作。这个是很多刚开始使用超声波传感器的客户经常忽略的一个点。下图是超声波传感器的一个波形图。


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