Aktuální vydání

celé číslo

05

2020

snímače teploty

celé číslo

Nové ultrazvukové senzory pro průmyslovou automatizaci

číslo 1/2004

Nové ultrazvukové senzory pro průmyslovou automatizaci

Senzory, které pracují na principu odrazu ultrazvukové vlny, jsou známy hlavně z měření polohy hladin nebo povrchů sypkých materiálů. Obr. 1. Použití však nacházejí také ve výrobních linkách nebo v robotech. Důkazem jsou i nová ultrazvuková čidla firmy Pepperl+Fuchs. Jsou vhodná tam, kde selhává běžná optická detekce: v prašném nebo zakouřeném prostředí, při detekci kontrastních nebo lesklých objektů a při detekci průhledných předmětů, nelze-li použít čidla s polarizovaným světlem. Nevýhodou ultrazvukového čidla je široký prostorový úhel paprsku a závislost rychlosti šíření ultrazvuku na teplotě prostředí. Tyto nevýhody se však v aplikacích na výrobních linkách neprojevují tolik jako při měření hladin. Při krátké detekční vzdálenosti se kužel ultrazvukové vlny příliš nerozevře – na vzdálenosti 500 mm je průměr zasažené plochy přibližně 80 mm. Na malé vzdálenosti se také v obvyklých podmínkách nevyskytují výrazné teplotní gradienty, proto k odstranění teplotní závislosti stačí vestavěná teplotní kompenzace, která je standardní součástí všech ultrazvukových čidel Pepperl+Fuchs.

Poslední námitkou uplatňující se dříve při rozhodování o použitém typu čidla byla cena ultrazvukových čidel. Nové výrobní postupy ale přiblížily cenu ultrazvukových čidel ceně ostatní senzorové techniky. Firma Pepperl+Fuchs dodává i modely s cenou nižší než 5 000 korun.

Ultrazvuková závora

Ultrazvuková závora se skládá z vysílače a přijímače. Příkladem je ultrazvuková závora UBE500-18GK-SE0-V1 na obr. 1. Dosah do 500 mm umožňuje závoru použít pro detekci předmětů na pásovém dopravníku výrobní linky, např. pro detekci PET lahví, u kterých někdy optoelektronická čidla selhávají. Jinou aplikací je např. detekce tenkých průhledných fólií. Aby fólie nepůsobila jako membrána, která přenese ultrazvukové kmity, doporučuje se v tomto případě odchýlit osu paprsku od kolmice na povrch fólie.

Obr. 2.

Ultrazvukové čidlo s dvoustavovým vyhodnocením vzdálenosti

V tomto případě funguje ultrazvukový senzor jako dvoustavové čidlo, které hlásí přítomnost objektu ve svém detekčním rozsahu. Detekční vzdálenost může být velmi přesně nastavena. Snadno lze realizovat i potlačení popředí – na rozdíl od optoelektronických čidel, kde je k tomu třeba komplikovaný optický systém. Nejčastější aplikací v průmyslové výrobě je detekce předmětů na pásu nebo v podavači. Výhodou je, že lze detekovat i průhledné nebo perforované předměty, jejichž detekce optoelektrickými čidly může být obtížná nebo nespolelivá. Aplikaci v textilním průmyslu ukazuje obr. 2: ultrazvukové čidlo řady UB2000-F54 zjišťuje okamžik, kdy je transportní žlab pod navíjecím trnem prázdný, aby do něj mohl automat shodit již navinutou cívku. Čidla této řady jsou konstruována tak, aby jim nevadil proudící vzduch v detekčním poli a mohla tak být montována i na stroje s pneumatickými pohony.

Ultrazvukové čidlo s analogovým měřením vzdálenosti

Ultrazvukové čidlo dokáže měřit vzdálenost bezdotykově a s velkou opakovatelností. Výstupem čidel Pepperl+Fuchs je přímo proudová smyčka 0 až 20 mA. Plný rozsah této smyčky lze naprogramovat na libovolnou část detekčního rozsahu a tím výrazně zvětšit citlivost při měření v malém prostoru. Výstup čidla je vstupem regulátoru, který udržuje stálou délku smyčky a tím i tah navíjeného materiálu.

(FCC Průmyslové systémy)

FCC Průmyslové systémy s. r. o.
info@fccps.cz
www.fccps.cz

400 11 Ústí nad Labem, SNP 8, tel.: 472 774 173, fax: 472 772 115
603 00 Brno, Vinařská 1a, tel.: 543 215 654, fax: 543 215 655
182 00 Praha 8, U Slovanky 3, tel.: 266 052 098, fax: 286 890 252

Inzerce zpět