UDS.12-012-P1 Ультразвуковой датчик

Описание ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Ультразвуковой датчик ELHART UDS.12

Назначение

• Бесконтактное измерение расстояния до объектов ультразвуковым методом.
• Контроль уровня жидких и сыпучих сред, определение наличия объектов.

Основные характеристики

• Диапазон измерения: 2…20 см (зависит от модификации).
• Погрешность: 1 % от измеряемого расстояния.
• Рабочие диапазоны (модификации): 12 см, 20 см.
• Температурная компенсация во всём диапазоне -25…+70 °С.
• Степень защиты: IP67 (работа на открытом воздухе до -25 °С).
• Резьба корпуса: М12×1.

Выходные сигналы (на выбор)

• Дискретные: PNP, NPN, Push‑Pull.
• Аналоговые: 4…20 мА, 0…10 В.
• Цифровой интерфейс (модификация UDS.12‑ххх‑RS) - ModBus.

Особенности работы

• Измерение через запылённый воздух, туман, частицы тонера.
• Конфигурирование через вход Teach‑in.

Области применения

• Стекольное производство.
• Розлив жидкостей.
• Производство бумаги.
• Типографское оборудование.
• Фасовка и упаковка продуктов.

Для установки бесконтактных датчиков в цилиндрическом корпусе рекомендуется использовать прямые или угловые монтажные кронштейны Hold*, изготовленные из нержавеющей стали AISI 304. Особенности ультразвуковых датчиков серии

Принцип работы ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики излучают высокочастотные звуковые импульсы с заданной периодичностью, которые распространяются в воздухе со скоростью звука. При встрече с объектом, звуковая волна отражается от него и возвращается обратно к датчику в виде эха. Датчик воспринимает этот сигнал и рассчитывает расстояние до объекта, основываясь на временном промежутке между моментом излучения сигнала и получением отраженного эха сигнала.

Принципы работы ультразвуковых датчиков

Схема работы ультразвуковых датчиков

Благодаря этому принципу, возможно измерение расстояния до любых отражающих звук материалов, независимо от их цвета, прозрачности, электропроводности и т.д.

Сам ультразвуковой датчик представляет собой устройство, состоящее из ультразвукового излучателя (который одновременно является и приемником), электронной платы и выходного разъема или кабеля. Датчик формирует аналоговый сигнал, пропорциональный расстоянию до объекта или дискретный сигнал, который изменяется при достижении объектом заранее установленного расстояния.

Излучатель / приемник представляет собой пьезоэлемент, который излучает ультразвук в режиме излучения (генерации) и преобразует принятые колебания в электрический сигнал в режиме приема. Электронная плата измеряет время прохождения ультразвука в воздухе и преобразует его в измеряемое расстояние. При этом скорость распространения звука в воздухе известна и зависит от температуры — поэтому внутри датчика встроен датчик температуры, обеспечивающий температурную компенсацию измерения для повышения точности.

В свою очередь, сама возможность измерения (затухание звуковой волны, а следовательно и максимальное расстояние) зависит от следующих факторов:

• температура воздуха (чем выше, тем меньше максимальное расстояние);
• относительная влажность воздуха (чем выше, тем меньше максимальное расстояние);
• давление среды (чем выше, тем больше максимальное расстояние).

В случае, если давление близко к атмосферному, а температура и относительная влажность равны 20 °С и 50% соответственно, то в этом случае максимальное расстояние соответствует заявленному производителем. В случае отличия данных параметров, эта величина может как уменьшаться, так и увеличиваться.

Так как основную информацию о расстоянии до объекта дает отраженный сигнал, характеристика поверхности наряду с углом падения звуковой волны значительно влияет на работу ультразвуковых датчиков. Лучше всего датчики работают с хорошо отражающими звук поверхностями: стеклом, жидкостями, гладким металлом, деревом, пластиком. Для поверхности данных материалов, допустимо отклонение от перпендикулярного направления луча не более, чем на 3 градуса. Соответственно, при измерении расстояния до сыпучих объектов или имеющих неровную поверхность, допустимый угол может быть намного больше и определяется экспериментально.

В месте установки датчиков следует избегать завихрений воздушных потоков, а также учитывать факт взаимного влияния датчиков при их близком расположении друг к другу.

Применение ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Стекольное производство

Производство стекла с использованием датчика серии UDS.12

Использование датчиков ELHART серии UDS.12 позволяет автоматизировать различные технологические процессы в производстве стекольной продукции. Датчики могут использоваться для:

• Контроля наличия стекла на определенной поверхности или в определенной зоне, например, на сборочной линии или конвейере при перемещении.
• Измерения расстояния до стеклянных поверхностей для контроля размеров или позиционирования.

UDS.12 эффективно заменяют оптические датчики за счет того, что позволяют работать с прозрачными объектами даже в условиях наличия бликов, высокой запыленности или вибраций. Ультразвуковые датчики ELHART неприхотливы к условиям окружающей среды и не требуют регулярного обслуживания.

Контроль наполнения бутылок

Контроль датчиком ELHART UDS.12 уровня наполнения бутылок

Датчик UDS.12 применяется для контроля брака при розливе безалкогольных напитков. Контроль розлива осуществляется с помощью измерения уровня продукта через горлышко бутылки. Благодаря компактным размерам корпуса и малой слепой зоне датчик может осуществлять измерение объема напитка в бутылке бесконтактным образом с высокой точностью.

Технические характеристики ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Зоны обнаружения ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Зона распространения ультразвуковой волны датчика UDS.12-012, мм	слепая зона: 0…2 см рабочий диапазон: 2…12 см максимальный диапазон: 12 см частота сигнала: 500 кГц разрешение: 0,1 мм
Зона распространения ультразвуковой волны датчика UDS.12-020, мм	слепая зона: 0…2 см рабочий диапазон: 2…20 см максимальный диапазон: 20 см частота сигнала: 400 кГц разрешение: 0,1 мм

Габаритные размеры ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Габаритные размеры
UDS.12-***- P1/ N1/ RS, мм

Габаритные размеры
UDS.12-***- AI/ AU, мм

Подключение ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Подключение датчиков осуществляется с помощью разъема М12х1.0 (5 контактов), расположенного на торце корпуса.

Дискретный/Аналоговый выход

Цифровой выход

Внимание! Перед подключением или отключением разъема датчика убедитесь, что источник питания и датчик выключены.

Обозначение при заказе ультразвуковых датчиков серии UDS.12

Видео про ультразвуковые датчики серии UDS

Документация и ПО

ИИ-консультант по оборудованию КИПиА