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     德國BALLUFF巴魯夫超聲波傳感器BUS006A的組成部分與工作溫度注意事項

BALLUFF超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其它能量信號（通常是電信號）的傳感器。超聲波是振動頻率高于20kHz的機械波,。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,。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射回波,，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。BALLUFF超聲波傳感器廣泛應用在工業(yè),、國防,、生物醫(yī)學等方面。

常用的BALLUFF超聲波傳感器由壓電晶片組成,，既可以發(fā)射超聲波,，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用,。它有許多不同的結(jié)構(gòu),，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）,、表面波探頭（表面波）,、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭發(fā)射,、一個探頭接收）等,。

超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種,。晶片的大小,，如直徑和厚度也各不相同,，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能,。BALLUFF超聲波傳感器的主要性能指標包括：

超聲波傳感技術(shù)應用在生產(chǎn)實踐的不同方面,，而醫(yī)學應用是其最主要的應用之一，下面以醫(yī)學為例子說明超聲波傳感技術(shù)的應用,。超聲波在醫(yī)學上的應用主要是診斷疾病,，它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學中的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點是：對受檢者無痛苦,、無損害,、方法簡便、顯像清晰,、診斷的準確率高等,。因而推廣容易，受到醫(yī)務工作者和患者的歡迎,。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學原理,，我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射,。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時,，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個反射面時,，回聲在示波器的屏幕上顯示出來,，而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。

在工業(yè)方面,，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種,。過去，許多技術(shù)因為無法探測到物體組織內(nèi)部而受到阻礙,，超聲波傳感技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況,。當然更多的BALLUFF超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上，“悄無聲息”地探測人們所需要的信號,。在未來的應用中,，超聲波將與信息技術(shù)、新材料技術(shù)結(jié)合起來,，將出現(xiàn)更多的智能化,、高靈敏度的BALLUFF超聲波傳感器。

超聲波距離傳感器技術(shù)應用

超聲波對液體,、固體的穿透本領(lǐng)很大,，尤其是在不透明的固體中，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,。

超聲波距離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,。

具體應用

一,、BALLUFF超聲波傳感器可以對集裝箱狀態(tài)進行探測。將BALLUFF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,、BALLUFF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、BALLUFF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、BALLUFF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(shè)備運,、塑料加工以及汽車行業(yè)等。BALLUFF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。

使用BALLUFF超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯踏板

日產(chǎn)汽車開發(fā)出了防止在要踩剎車時誤踩成油門而使車輛加速的功能,，使用攝像頭和BALLUFF超聲波傳感器推斷出“要在停車場上停車”的情況時，如果駕駛員踩成了油門就會強制剎車,。該技術(shù)預定在2～3年內(nèi)實用化,。BALLUFF超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車場停車時踩錯剎車和油門造成事故而開發(fā)的。

該技術(shù)是使用在車輛前后左右各配備一個的四個攝像頭和前保險杠,、后保險杠各配備四個共八個BALLUFF超聲波傳感器實現(xiàn)的,。4個攝像頭沿用顯示車輛周圍俯瞰影像的“環(huán)視顯示器”的攝像頭。利用攝像頭識別出白線等以推斷汽車位于停車場,，利用BALLUFF超聲波傳感器測量出汽車與周圍障礙物之間的距離來確定剎車時機,。

防止因踩錯剎車和油門而造成事故分兩步實施。當駕駛員在停車場想停車時,，如果踩成了油門,，則首先將車速減至蠕滑速度，用儀表板的圖標來提示危險,，并響起警報聲,。如果駕駛員仍繼續(xù)踩油門而即將撞上墻壁等物體時，則強制剎車,。剎車時機為保證汽車在與障礙物相距20～30cm左右時可以停下來,。

若對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓，則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長與縮短,，于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,，其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制)，并傳給波接收器,。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應的原理,，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應變,，則產(chǎn)生一面為“+ ”極,，另一面為“-”極的40KHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小，故必須進行放大,。 BALLUFF超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車,，其原理是利用探測倒車路徑上或附近存在的任何障礙物，并及時發(fā)出警告,。所設(shè)計的檢測系統(tǒng)可以同時提供聲光并茂的聽覺和視覺警告,，其警告表示是探測到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣,，在狹窄的地方不管是泊車還是開車,，借助倒車障礙報警檢測系統(tǒng)，駕駛員心理壓力就會減少,，并可以游刃有余地采取必要的動作,。

BALLUFF超聲波傳感器利用聲波介質(zhì)對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。BALLUFF超聲波傳感器對透明或有色物體,，金屬或非金屬物體，固體,、液體、粉狀物質(zhì)均能檢測,。其檢測性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響，包括煙塵環(huán)境和雨天。

檢測模式

BALLUFF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(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器,，從而使傳感器檢測到被測物。

還有部分BALLUFF超聲波傳感器采用對射式的檢測模式。一套對射式BALLUFF超聲波傳感器包括一個發(fā)射器和一個接收器,，兩者之間持續(xù)保持“收聽”。位于接收器和發(fā)射器之間的被檢測物將會阻斷接收器接收發(fā)射的聲波,，從而傳感器將產(chǎn)生開關(guān)信號,。

檢測范圍

BALLUFF超聲波傳感器的檢測范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長,，頻率越小,，檢測距離越大,，如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6?聲波發(fā)射角,，因而更適合精確檢測相對較小的物體,。另一些聲波發(fā)射角在12?至15?的傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。此外,，我們還有外置探頭型的BALLUFF超聲波傳感器,，相應的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測安裝空間有限的場合。

調(diào)節(jié)

幾乎所有的BALLUFF超聲波傳感器都能對開關(guān)輸出的近點和遠點或是測量范圍進行調(diào)節(jié),。在設(shè)定范圍外的物體可以被檢測到,，但是不會觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變。一些傳感器具有不同的調(diào)節(jié)參數(shù)，如傳感器的響應時間,、回波損失性能，以及傳感器與泵設(shè)備連接使用時對工作方向的設(shè)定調(diào)節(jié)等。

重復精度

BALLUFF超聲波傳感器

BALLUFF超聲波傳感器

波長等因素會影響B(tài)ALLUFF超聲波傳感器的精度，其中最主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度,，因而許多BALLUFF超聲波傳感器具有溫度補償?shù)奶匦浴Ｔ撎匦阅苁鼓M量輸出型的BALLUFF超聲波傳感器在一個寬溫度范圍內(nèi)獲得高達0.6mm的重復精度,。

輸出功能

所有系列的BALLUFF超聲波傳感器都有開關(guān)量輸出型產(chǎn)品,。一些產(chǎn)品還有2路開關(guān)量輸出（如最小和最大液位控制）,。大多數(shù)產(chǎn)品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產(chǎn)品,。

噪聲抑制

金屬敲擊聲、轟鳴聲等噪聲不會影響B(tài)ALLUFF超聲波傳感器的參數(shù)賦值,，這主要是由于頻率范圍的優(yōu)選和已獲的噪聲抑制電路,。

同步功能

BALLUFF超聲波傳感器的同步功能可防干擾。他們通過將各自的同步線進行簡單的連接來實現(xiàn)同步功能,。它們同時發(fā)射聲波脈沖,，象單個傳感器一樣工作，同時具有擴展的檢測角度,。

交替工作

BALLUFF超聲波傳感器 超長掃描型

以交替方式工作的BALLUFF超聲波傳感器彼此間是相互獨立的,，不會相互影響。以交替方式工作的傳感器越多,，響應的開關(guān)頻率越低,。

檢測條件

BALLUFF超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質(zhì)中工作。這種傳感器也能在其它氣體介質(zhì)中工作,，但需要進行靈敏度的調(diào)節(jié),。

盲區(qū)

直接反射式BALLUFF超聲波傳感器不能可靠檢測位于超聲波換能器前段的部分物體。由此,，超聲波換能器與檢測范圍起點之間的區(qū)域被稱為盲區(qū),。傳感器在這個區(qū)域內(nèi)必須保持不被阻擋。

溫濕度

空氣溫度與濕度會影響聲波的行程時間,?？諝鉁囟让可仙?0?C，檢測距離至多增加3.5%,。在相對干燥的空氣條件下,，濕度的增加將導致聲速最多增加2%。

空氣壓力

常規(guī)情況下大氣變化±5%（選一固定參考點）將導致檢測范圍變化±0.6%,。大多數(shù)情況下,，傳感器在5Bar壓力下使用沒有問題。

氣流

氣流的變化將會影響聲速,。然而由最高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的,。在產(chǎn)生空氣渦流比較普遍的條件下，例如對于灼熱的金屬而言,，建議不要采用BALLUFF超聲波傳感器進行檢測,，因為對失真變形的聲波的回聲進行計算是非常困難的。

標準檢測物

采用正方形聲反射板用于額定開關(guān)距離sn的標定,。

1mm的厚度

垂直性：與聲束軸線垂直,。

防護等級

外殼可防固體顆粒和防水。

IP65：*防塵,；防水柱的侵入,。

IP67：*防塵；在恒溫下浸入水下1m深處并放置30分鐘,，能夠有效防護,。

IP69K：基于EN60529的符合DIN40050-9

泵功能

可施行雙位置控制，例如一個液位控制系統(tǒng)的泵入泵出功能,。當一個被測物遠離傳感器到達檢測范圍的遠點時,，輸出動作。當被測物靠近傳感器到達檢測范圍設(shè)定的近點時,，輸出相反的動作,。

帶模擬量輸出的BALLUFF超聲波傳感器用于在固定、粉狀和液體介質(zhì)中進行位置探測或目標,。它們以非接觸方式檢查目標是否存在并清點其數(shù)量,。對于正在尋找不受顏色和表面特征影響的通用型傳感器的客戶來說，它是理想的解決方案,。即使環(huán)境中存在霧氣,、灰塵或污物，這款擁有不同輸出信號的高性能設(shè)備也不會受到影響,。依靠高分辨率與小盲區(qū),，它們隨時都可確保的精度。