工作模式超聲波傳感器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。超聲波傳感器對透明或有色物體,金屬或非金屬物體,電聲壓電陶瓷,固體、液體、粉狀物質均能檢測。其檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響,包括環境和雨天。
檢測模式
超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測模式。位于傳感器前面的被檢測物通過將發射的聲波部分地發射回傳感器的,從而使傳感器檢測到被測物。
還有部分超聲波傳感器采用對射式的檢測模式。一套對射式超聲波傳感器包括一個和一個,兩者之間持續保持“收聽”。位于和之間的被檢測物將會阻斷接收發射的聲波,從而傳感器將產生開關信號。
系統采用的超聲波傳感器的工作頻率為40khz左右。由發射傳感器發出超聲波脈沖,傳到液面經反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間,壓電陶瓷,根據媒質中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,以提高測量精度。計算公式為:
v=331.5+0.607t 1
式中:v為超聲波在空氣中傳播速度;t為環境溫度。
s=v ×t/2=v×t1-t0/2 2
式中:s為被測距離;t為發射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發射時刻。利用mcu的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,根據以上公式,用軟件編程即可得到被測距離s。由于本系統的mcu選用了具有soc特點的混合信號處理器,其內部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現對傳感器的溫度補償。
注意事項[2]1:為--性及長使用壽命,請勿在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器。
2:由于超聲波傳感器以空氣作為傳輸介質,因此局部溫度不同時,美容壓電陶瓷,分界處的反射和折射可能會導致誤動作,風吹時檢出距離也會發生變化。因此,鋯鈦酸鉛壓電陶瓷,不應在強制通風機之類的設備旁使用傳感器。
3:噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率,因此會影響傳感器且不應在傳感器附近使用。
4:傳感器表面的水滴縮短了檢出距離。
5:細粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時無法被檢出反射型傳感器。
6:不能在真空區或防爆區使用傳感器。
7:請勿在有蒸汽的區域使用傳感器;此區域的-不均勻。將會產生溫度梯度,從而導致測量錯誤。