專業(yè)的SICK超聲波傳感器特性簡介
SICK超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是指頻率高于20kHz的機械波,，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,，它具有頻率高,、波長短,、繞射現(xiàn)象小,，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點,。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,，尤其是在陽光不透明的固體中,，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應,。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面,。
一,、SICK超聲波傳感器可以對集裝箱狀態(tài)進行探測。將SICK超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部,，向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時,，就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài)，如滿,、空或半滿等,。
二、SICK超聲波傳感器可用于檢測透明物體,、液體,、任何表粗糙、光滑,、光的密致材料和不規(guī)則物體,。但不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐以及泡沫物體,。
三,、SICK超聲波傳感器可以應用于食品加工廠，實現(xiàn)塑料包裝檢測的閉環(huán)控制系統(tǒng),。配合新的技術(shù)可在潮濕環(huán)如洗瓶機,、噪音環(huán)境、溫度極劇烈變化環(huán)境等進行探測,。
四,、SICK超聲波傳感器可用于探測液位、探測透明物體和材料,，控制張力以及測量距離,，主要為包裝、制瓶,、物料搬檢驗煤的設備運,、塑料加工以及汽車行業(yè)等。SICK超聲波傳感器可用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量,、檢測缺陷,、確定有無以及其它方面。
SICK超聲波傳感器可以廣泛應用在物位（液位）監(jiān)測,，機器人防撞,，各種超聲波接近開關(guān)，以及防盜報警等相關(guān)領(lǐng)域,，工作可靠,，安裝方便,， 防水型，發(fā)射夾角較小,，靈敏度高,，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭,。
SICK超聲波測量液位的基本原理是：由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號,，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面后被反射,，接收到回波信號后計算其超聲波往返的傳播時間,，即可換算出距離或液位高度。超聲波測量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點：（1）無任何機械傳動部件,，也不接觸被測液體,，屬于非接觸式測量，不怕電磁干擾,，不怕酸堿等強腐蝕性液體等,，因此性能穩(wěn)定、可靠性高,、壽命長,；（2）其響應時間短可以方便的實現(xiàn)無滯后的實時測量。
SICK超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類,。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等,。壓電晶體組成的SICK超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波,，同時它接收到超聲波時,，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器,。有的SICK超聲波傳感器既作發(fā)送,，也能作接收。這里僅介紹小型SICK超聲波傳感器,，發(fā)送與接收略有差別,，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ,。這類傳感器適用于測距,、遙控、防盜等用途,。該種有T/R-40-60,，T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送，R表示接收,，40表示頻率為40KHZ,，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計）,。另有一種密封式SICK超聲波傳感器（MA40EI型）,。它的特點是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近開關(guān)用,，它的性能較好,。超聲波應用有三種基本類型，透射型用于遙控器,，防盜報警器,、自動門、接近開關(guān)等,；分離式反射型用于測距,、液位或料位；反射型用于材料探傷,、測厚等,。
SICK超聲波傳感器應用起來原理簡單，也很方便,，成本也很低,。但是目前的SICK超聲波傳感器都有一些缺點，比如,，反射問題,，噪音，交叉問題,。
反射問題
如果被探測物體始終在合適的角度,，那SICK超聲波傳感器將會獲得正確的角度。但是不幸的是,，在實際使用中,，很少被探測物體是能被正確的檢測的。
其中可能會出現(xiàn)幾種誤差：
三角誤差
當被測物體與傳感器成一定角度的時候,，所探測的距離和實際距離有個三角誤差,。
鏡面反射
這個問題和高中物理中所學的光的反射是一樣的。在特定的角度下,，發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,，因此無法產(chǎn)生回波，也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù),。這時SICK超聲波傳感器會忽視這個物體的存在,。
多次反射
這種現(xiàn)象在探測墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時比較常見。聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到,，因此實際的探測值并不是真實的距離值,。
這些問題可以通過使用多個按照一定角度排列的超聲波圈來解決,。通過探測多個超聲波的返回值，用來篩選出正確的讀數(shù),。
噪音
雖然多數(shù)SICK超聲波傳感器的工作頻率為40-45Khz,，遠遠高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環(huán)境也會產(chǎn)生類似頻率的噪音,。比如,，電機在轉(zhuǎn)動過程會產(chǎn)生一定的高頻，輪子在比較硬的地面上的摩擦所產(chǎn)生的高頻噪音,，機器人本身的抖動,，甚至當有多個機器人的時候，其它機器人SICK超聲波傳感器發(fā)出的聲波,，這些都會引起傳感器接收到錯誤的信號,。
這個問題可以通過對發(fā)射的超聲波進行編碼來解決，比如發(fā)射一組長短不同的音波,，只有當探測頭檢測到相同組合的音波的時候,，才進行距離計算。這樣可以有效的避免由于環(huán)境噪音所引起的誤讀,。
交叉問題
交叉問題是當多個SICK超聲波傳感器按照一定角度被安裝在機器人上的時候所引起的,。超聲波X發(fā)出的聲波，經(jīng)過鏡面反射,，被傳感器Z和Y獲得,，這時Z和Y會根據(jù)這個信號來計算距離值，從而無法獲得正確的測量,。
