UDS.18-030-AI Ультразвуковой датчик

Описание ультразвуковых датчиков серии UDS.18

Ультразвуковой датчик ELHART UDS.18

Назначение

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

Характеристики

• Диапазон измерения: от 3 до 100 см (в зависимости от модификации).
• Погрешность: 1 % от измеряемого расстояния.
• Рабочие диапазоны (модификации): 30 см, 50 см, 100 см.
• Температурная компенсация на всём диапазоне -25…+70 °С.
• Степень защиты: IP67 (эксплуатация на открытом воздухе при температуре до -25 °С).
• Резьба корпуса: М18×1.

Выходные сигналы (на выбор)

• Дискретные: PNP, NPN, Push‑Pull.
• Аналоговые: 4…20 мА, 0…10 В.
• Цифровой интерфейс (модификация UDS.18‑ххх‑RS) - ModBus.

Особенности работы

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

Применение

• 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.18

Контроль перелива жидкости в емкостях

Контроль уровня ультразвуковым датчиком ELHART UDS.18 в затруднённых условиях

Датчик предназначен для контроля уровня среды, в условиях ограниченного пространства, когда требуются компактные размеры датчика (резьба М18) или минимальное расстояние срабатывания (слепая зона 20 мм).

Контроль уровня сыпучих продуктов

Контроль датчиком UDS.18 уровня сыпучего компонента в емкости (например, картофеля)

Ультразвуковой метод измерения позволяет без проблем измерять расстояние до сыпучего компонента в емкости, при этом неровность поверхности продукта, неизбежная при насыпании, не является проблемой. Датчик может использоваться как для сигнализации о переполнении, так и для непрерывного контроля уровня в емкости.

Определение наличия машины в проеме склада

Определение наличия машины с помощью ультразвуковых датчиков серии UDS.18-100-P1

Датчик определяет момент, когда машина подъехала, и выдает дискретный сигнал в операторскую. Благодаря классу защиты IP67, широкому диапазону рабочей температуры и прочному корпусу, датчик успешно может устанавливаться даже на улице, при этом высокая запыленность, брызги воды или блики света не влияют на его работу, в отличии от оптических датчиков.

Технические характеристики ультразвуковых датчиков серии UDS.18

Зоны обнаружения ультразвуковых датчиков серии UDS.18

Зона распространения ультразвуковой волны датчика UDS.18-030, мм	слепая зона: 3 см рабочий диапазон: 3…30 см максимальный диапазон: 30 см частота сигнала: 300 кГц разрешение: 0,1 мм
Зона распространения ультразвуковой волны датчика UDS.18-050, мм	слепая зона: 5 см рабочий диапазон: 5…50 см максимальный диапазон: 50 см частота сигнала: 200 кГц разрешение: 0,17 мм
Зона распространения ультразвуковой волны датчика UDS.18-100, мм	слепая зона: 6 см рабочий диапазон: 6…100 см максимальный диапазон: 100 см частота сигнала: 200 кГц разрешение: 0,17 мм

Габаритные размеры ультразвуковых датчиков серии UDS.18

Габаритные размеры
UDS.18-030 и UDS.18-050, мм

Габаритные размеры
UDS.18-100, мм

Подключение ультразвуковых датчиков серии UDS.18

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.18

Видео про ультразвуковые датчики серии UDS

Документация и ПО

ИИ-консультант по оборудованию КИПиА