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超聲波技術與應用領域
日期：2025-05-01 02:05
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摘要：
德國威聲（Microsonic）是專業生產超聲波傳感器的世界有名企業，其超聲波傳感器主要應用於工業自動化、包裝、采礦、電子和汽車製造等工業領域。Microsonic超聲波傳感器能檢測各種形態的物體，如固體、液體和粉體。可以準確識彆各種材料和顏色，也可以識彆透明材料和薄膜，甚至細線。Microsonic超聲波傳感器具有計數、檢測有無和檢測料位等功能。其在惡劣的工業環境中也能正常工作，可以透過汙濁的空氣和水霧進行檢測，即使傳感器上有薄的灰塵，也不影響其功能。 威聲產品通過了德國權威機構(TÜV Rheinland) 認證，並通過DIN EN ISO 9001國際標準。
超聲波傳感器發射人耳無法聽見的高頻聲音脈衝，並測量信號發射到被物體發射回來的時間差。堅固的超聲波傳感器已經在各種場合成功地展示了其優越的性能，尤其是非接觸物體測量或檢測。這也可用於非常惡劣的工作環境。讓人們印象*深刻的性能是可以準確檢測各種材料和顏色的物質（不受材料和顏色影響）。
科技進步使得今天的超聲波傳感器非常堅固耐用並有著**檢測性能，這些新技術使超聲波傳感器更簡單、更靈活、性價比更高。這些新特性拓展新的應用領域。如今，超聲波傳感器在工業等應用領域給自動化設計師提供了新的**創造性的解決方案。
數年前，在傳感器技術領域，超聲波傳感器一直是備用的選擇，設計師隻有在其他的傳感技術無法工作的時候才會選擇超聲波技術，一般用於檢測透明物體，長距離的感應或者是當目標顏色改變時的才會采用這種技術。
新技術的應用使得今天的超聲波傳感器能經受惡劣環境的考驗：
1.防護等級IP67的超聲波傳感器可用於潮濕的環境中，比如瓶子清洗機器；
2.內置溫度補償電路，在正常工作狀態下，當有明顯的溫度變化時，由溫度補償電路進行校對以減少溫度影響；
3.Teflon型號的超聲波傳感器的表麵有一種特殊塗層可以用來抵禦腐蝕性介質的侵蝕；
4.不鏽鋼耐壓型超聲波傳感器可用於正壓*大6bar的容器內檢測料位；
5.先進的濾波電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現場乾擾；
6.簡單易設置鍵和背景抑製功能可以使超聲波傳感器廣泛應用於各種場合，可替換光電傳感器；
7.新型傳感器感應頭有著更強的自我保護能力，適用於粉塵重等苛酷場合。
易用性：
新一代超聲波傳感器的顯著特性有：使用更加簡便，LED顯示和按鈕設置設置更直觀，DIP開關編程和程序設定功能更強大。
開關按鈕完全內嵌於傳感器裝置中，這使得調整安裝傳感器距離的遠近非常容易，把目標物放在傳感器前再按下按鈕自學習是一件很簡單的事情。這種傳感器可以自動調節窗口的大下和距離的遠近，這也意味著同樣的傳感器可以應用於多種不同的場合。
DIP開關的編程方式意味著可以為某些特殊的應用而定製一個簡單的傳感器，這些個性化的特性包括響應時間，輸出類型，開關量和模擬量選擇以及用於物位/液位控製的特彆設定。
超聲波傳感器一般在單個傳感器中都包含多種輸出類型，具有兩路或三路開關量輸出型號可以用一個傳感器同時檢測物體的幾個不同距離，而同時擁有一路開關量輸出和一路模擬量輸出的型號即可用於位移測量又提供警報輸出。
以上這些特性使得超聲波傳感器與其他技術的傳感器相比，使用更加靈活，更具選擇性。
使用超聲波傳感器的基本原則：
超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動，產生高頻（人耳聽不見）聲波來進行感應的，如果這聲波碰到了某個物體反射回來，傳感器就能接收到回波。傳感器根據聲波波長和發射及接收回波的時間差就能確定傳感器探頭與物體之間的距離。典型應用，一個傳感器可以通過按鈕的設定來擁有近距離和遠距離兩種設定，無論物體在那一種界限裡，傳感器都可以檢測到。例如：超聲波傳感器可以安裝在一個裝液體的池子上，或者是一個裝小球的箱子上，向這個容器發出聲波，通過接收到返回波的時間長短就能確定這個容器是滿的、空的或者是部分滿的。
超聲波傳感器還可以是對射式的，即獨立的發射器和接收器。當檢測緩慢移動的物體，或者需要快速響應或者在潮濕環境中應用時，這種對射式或者叫分體式的超聲波傳感器非常適用。在檢測透明或有色物體、液體，檢測光滑、粗糙、有光澤、半透明等材料的物體表麵，和檢測不規則物體時，超聲波傳感器都是選。
超聲波傳感器選型要點：
範圍和尺寸被檢測的物體的尺寸大小會影響超聲波傳感器的*大有效範圍，傳感器必須接收到一定強度的聲波才能被激勵輸出信號，一個較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器，所以傳感器可以在它的*大限度內對此物體進行感應，而一個小物體隻能反射很少的聲波，這樣就明顯地減小了檢測範圍。
被測物 通過超聲波傳感器進行檢測的*理想物體應該是大型、平坦、高密度的物體，垂直放置並正對傳感器接收麵。*難檢測的是那些麵積非常小，以及可以吸收聲波的材料，如棉花、羊毛、軟發泡材料等，或者是角麵對著傳感器的。一些比較困難被檢測的物體可以先對物體的背景表麵進行自學習，再對放在傳感器和背景之間的物體作出反應。
用於液體測量時需要要液體的表麵垂直麵對超聲波傳感器，如果液體的表麵非常不平整，那麼傳感器的響應時間要調的更長一些，它會將這些變化做個平均，可以比較固定的讀取。
在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器使得探測不規則物體也成為可能，在retrosonic模式下，超聲波傳感器可以先探測一個平整的背景，如一麵牆，當任何物體通過傳感器和牆之間的時候，就會阻礙聲波，傳感器感應到了中斷，便會意識到出現了物體。
振動無論是傳感器本身還是周圍機械的振動，都會影響距離測量的**度，這時可以考慮采取一些減震措施，例如：用橡膠的抗震設備給傳感器做一個底座，可以減少振動，用固定杆也可以消除或者*大程度的減少振動。
衰減當周圍環境溫度緩慢變化的時候，有溫度補償的超聲波傳感器可以做出調整，但是如果溫度變化過快，傳感器將無法做出調整。
誤判聲波可能會被附近的一些物體反射，比如導軌或者固定夾具，為了確保檢測的可靠性，必須減少或者排除周圍物體對聲波反射的影響，為了避免對周圍物體的錯誤檢測，許多超聲波傳感器都有一個LED指示器來引到操作人員進行安裝，來確保這個傳感器被正確的裝好，減少出錯的風險。
超聲波傳感器的典型應用：
超聲波傳感器曾被認為操作太複雜且價格太昂貴，但隨著成本的降低和新技術的運用，越來越多的工程師在設計機器時已經選用超聲波傳感器。超聲波傳感器的工業應用領域包括物體定位、探測填充狀況、探測反光物體和物質、控製環繩的膨脹和測量距離。使用威聲超聲波傳感器可以在各種應用場合**控製和測量。
超聲波傳感器發射人耳無法聽見的高頻聲音脈衝，並測量信號發射到被物體發射回來的時間差。堅固的超聲波傳感器已經在各種場合成功地展示了其優越的性能，尤其是非接觸物體測量或檢測。這也可用於非常惡劣的工作環境。讓人們印象*深刻的性能是可以準確檢測各種材料和顏色的物質（不受材料和顏色影響）。
科技進步使得今天的超聲波傳感器非常堅固耐用並有著**檢測性能，這些新技術使超聲波傳感器更簡單、更靈活、性價比更高。這些新特性拓展新的應用領域。如今，超聲波傳感器在工業等應用領域給自動化設計師提供了新的**創造性的解決方案。
數年前，在傳感器技術領域，超聲波傳感器一直是備用的選擇，設計師隻有在其他的傳感技術無法工作的時候才會選擇超聲波技術，一般用於檢測透明物體，長距離的感應或者是當目標顏色改變時的才會采用這種技術。
新技術的應用使得今天的超聲波傳感器能經受惡劣環境的考驗：
1.防護等級IP67的超聲波傳感器可用於潮濕的環境中，比如瓶子清洗機器；
2.內置溫度補償電路，在正常工作狀態下，當有明顯的溫度變化時，由溫度補償電路進行校對以減少溫度影響；
3.Teflon型號的超聲波傳感器的表麵有一種特殊塗層可以用來抵禦腐蝕性介質的侵蝕；
4.不鏽鋼耐壓型超聲波傳感器可用於正壓*大6bar的容器內檢測料位；
5.先進的濾波電路可以讓超聲波傳感器屏蔽現場乾擾；
6.簡單易設置鍵和背景抑製功能可以使超聲波傳感器廣泛應用於各種場合，可替換光電傳感器；
7.新型傳感器感應頭有著更強的自我保護能力，適用於粉塵重等苛酷場合。
易用性：
新一代超聲波傳感器的顯著特性有：使用更加簡便，LED顯示和按鈕設置設置更直觀，DIP開關編程和程序設定功能更強大。
開關按鈕完全內嵌於傳感器裝置中，這使得調整安裝傳感器距離的遠近非常容易，把目標物放在傳感器前再按下按鈕自學習是一件很簡單的事情。這種傳感器可以自動調節窗口的大下和距離的遠近，這也意味著同樣的傳感器可以應用於多種不同的場合。
DIP開關的編程方式意味著可以為某些特殊的應用而定製一個簡單的傳感器，這些個性化的特性包括響應時間，輸出類型，開關量和模擬量選擇以及用於物位/液位控製的特彆設定。
超聲波傳感器一般在單個傳感器中都包含多種輸出類型，具有兩路或三路開關量輸出型號可以用一個傳感器同時檢測物體的幾個不同距離，而同時擁有一路開關量輸出和一路模擬量輸出的型號即可用於位移測量又提供警報輸出。
以上這些特性使得超聲波傳感器與其他技術的傳感器相比，使用更加靈活，更具選擇性。
使用超聲波傳感器的基本原則：
超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動，產生高頻（人耳聽不見）聲波來進行感應的，如果這聲波碰到了某個物體反射回來，傳感器就能接收到回波。傳感器根據聲波波長和發射及接收回波的時間差就能確定傳感器探頭與物體之間的距離。典型應用，一個傳感器可以通過按鈕的設定來擁有近距離和遠距離兩種設定，無論物體在那一種界限裡，傳感器都可以檢測到。例如：超聲波傳感器可以安裝在一個裝液體的池子上，或者是一個裝小球的箱子上，向這個容器發出聲波，通過接收到返回波的時間長短就能確定這個容器是滿的、空的或者是部分滿的。
超聲波傳感器還可以是對射式的，即獨立的發射器和接收器。當檢測緩慢移動的物體，或者需要快速響應或者在潮濕環境中應用時，這種對射式或者叫分體式的超聲波傳感器非常適用。在檢測透明或有色物體、液體，檢測光滑、粗糙、有光澤、半透明等材料的物體表麵，和檢測不規則物體時，超聲波傳感器都是選。
超聲波傳感器選型要點：
範圍和尺寸被檢測的物體的尺寸大小會影響超聲波傳感器的*大有效範圍，傳感器必須接收到一定強度的聲波才能被激勵輸出信號，一個較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器，所以傳感器可以在它的*大限度內對此物體進行感應，而一個小物體隻能反射很少的聲波，這樣就明顯地減小了檢測範圍。
被測物 通過超聲波傳感器進行檢測的*理想物體應該是大型、平坦、高密度的物體，垂直放置並正對傳感器接收麵。*難檢測的是那些麵積非常小，以及可以吸收聲波的材料，如棉花、羊毛、軟發泡材料等，或者是角麵對著傳感器的。一些比較困難被檢測的物體可以先對物體的背景表麵進行自學習，再對放在傳感器和背景之間的物體作出反應。
用於液體測量時需要要液體的表麵垂直麵對超聲波傳感器，如果液體的表麵非常不平整，那麼傳感器的響應時間要調的更長一些，它會將這些變化做個平均，可以比較固定的讀取。
在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器使得探測不規則物體也成為可能，在retrosonic模式下，超聲波傳感器可以先探測一個平整的背景，如一麵牆，當任何物體通過傳感器和牆之間的時候，就會阻礙聲波，傳感器感應到了中斷，便會意識到出現了物體。
振動無論是傳感器本身還是周圍機械的振動，都會影響距離測量的**度，這時可以考慮采取一些減震措施，例如：用橡膠的抗震設備給傳感器做一個底座，可以減少振動，用固定杆也可以消除或者*大程度的減少振動。
衰減當周圍環境溫度緩慢變化的時候，有溫度補償的超聲波傳感器可以做出調整，但是如果溫度變化過快，傳感器將無法做出調整。
誤判聲波可能會被附近的一些物體反射，比如導軌或者固定夾具，為了確保檢測的可靠性，必須減少或者排除周圍物體對聲波反射的影響，為了避免對周圍物體的錯誤檢測，許多超聲波傳感器都有一個LED指示器來引到操作人員進行安裝，來確保這個傳感器被正確的裝好，減少出錯的風險。
超聲波傳感器的典型應用：
超聲波傳感器曾被認為操作太複雜且價格太昂貴，但隨著成本的降低和新技術的運用，越來越多的工程師在設計機器時已經選用超聲波傳感器。超聲波傳感器的工業應用領域包括物體定位、探測填充狀況、探測反光物體和物質、控製環繩的膨脹和測量距離。使用威聲超聲波傳感器可以在各種應用場合**控製和測量。
