Ultrazvukové snímače

Zásady ultrazvukové detekce str. 12 Kabely a zapojení str. 1 Ultrazvukové snímače MIC+ str. 16 Ultrazvukové snímače ZWS str. 17 Ultrazvukové snímače

Zásady ultrazvukové detekce Princip ultrazvukové detekce Ultrazvukový snímač cyklicky vysílá vysokofrekvenční impuls, který se šíří prostorem rychlostí zvuku. Pokud narazí na nějaký předmět, odrazí se od něj a vrací se zpět k snímači jako ozvěna. Z časového intervalu mezi vysláním impulsu a návratem ozvěny odvodí snímač vzdálenost k předmětu. Mic+2 0 mm až 30 mm 0 mm 30 mm Velice zúžený signál zvláště vhodný pro měření hladin v malých nádržích a vzdáleností malých předmětů. 1. Vyslání zvukového impulsu 2. Odraz -12 mm -7 mm -0 mm -2 mm -2 mm -0 mm -7 mm -12 mm -2 mm 3. Příjem ozvěny ausgerichtete Vyrovnaná plocha Platte Rohr Trubka ø 10 ø 10 mm mm -0 mm -7 mm -12 mm -10 mm -17 mm Vzhledem k tomu, že ultrazvukové snímače měří vzdálenost na principu časové odezvy na vyslaný zvukový impuls při konstantní rychlosti šíření zvuku a ne pomocí měření intenzity, mají vynikající schopnost potlačení pozadí. Téměř všechny materiály, které odrážejí zvuk, lze detekovat bez ohledu na jejich barvu. Lze je tedy použít bez problému na průhledné materiály a tenké fólie. Tyto snímače umožňují měřit vzdálenosti od 30 mm do 10 m s přesností 1 mm. Některé snímače mají rozlišení až 0,18 mm. Měří stejně dobře v čistém ovzduší jako i v barevné mlze a jejich spolehlivé funkci nebrání ani tenké nánosy na membráně snímače. Definice pojmů 20 mm -22 mm -20 mm -27 mm -300 mm -32 mm -30 mm -37 mm Nastavená vzdálenost detekce Předmět Mic+3 0 mm až 60 mm 0 mm 600 mm 0 Mezní dosah -20 mm -10 mm -0 mm -0 mm -10 mm -20 mm -0 mm Důležitým prvkem výběru je dosah snímače a s tím spojené 3-rozměrné šíření signálu prostorem. určuje do jaké vzdálenosti může ultrazvukový snímač měřit běžné odrazivé předměty s dostatečnou rezervou spolehlivé funkce. U předmětů s dobrou odrazivostí, lze snímač použít až k jeho mezní hodnotě dosahu. Uvnitř zeleného pásma bude detekován předmět s normální odrazivostí (trubka o průměru 10 až 27 mm). Toto je typický pracovní dosah snímačů. Modré pásmo znázorňuje dosah do kterého lze rozpoznat ještě předmět s dobrou odrazivostí (deska 00x00 mm) za předpokladu, že je plošně optimálně umístněn vzhledem k snímači. Mimo modře vyznačené zóny není snímač schopen vyhodnotit přítomnost předmětu. Vyrovnaná plocha Trubka ø 27 mm 30 mm -10 mm -20 mm -300 mm -30 mm -0 mm -00 mm -0 mm -60 mm -700 mm 12 21 8 90 Fax: 21 8 91

Mic+130 Mic+600 0 mm až 200 mm 1300 mm 2000 mm 0 mm až 800 mm 6000 mm 8000 mm -1.000 mm -1.000 mm -3.000 mm -2.00 mm -1.800 mm -1.800 mm -2.00 mm -3.000 mm Vyrovnaná plocha Vyrovnaná plocha -1.800 mm Trubka ø 27 mm -1.000 mm Trubka ø 27 mm -2.00 mm -3.000 mm 1300 mm -1.00 mm -3.600 mm -.200 mm -1.600 mm -.800 mm -1.800 mm -.00 mm -2.000 mm 6000 mm -6.000 mm -2.200 mm -6.600 mm -2.00 mm -7.200 mm -2.600 mm -7.800 mm -2.800 mm -8.00 mm -3.000 mm -9.000 mm Mic+30 ZWS-1 0 mm až 30 mm 00 mm 000 mm 0 mm až 20 mm 10 mm 20 mm -2.000 mm -1.600 mm -1.600 mm -2.000 mm 8 cm cm 0 cm cm 8 cm 0 cm Vyrovnaná plocha cm Trubka ø 27 mm -1.600 mm -2.000 mm Trubka ø 10 mm 8 cm -2.00 mm 12 cm -2.800 mm 300 mm -3.200 mm -3.600 mm 16 cm -.000 mm 20 cm -.00 mm -.800 mm Plocha 2 cm -.200 mm -.600 mm -6.000 mm Tel.: 21 8 90 Fax: 21 8 9 13

Příklady aplikací Standardní režim - senzor přiblížení Přiblíží-li se předmět k snímači na vzdálenost menší než nastavenou, dojde k aktivaci u. Detekční vzdálenost je svázána s nastavitelnou hysterezí. Detekce není závislá na barvě předmětu. Pozadí předmětu je zcela potlačeno. Reflexní režim Funkce podobná jako u reflexní optické závory. Snímač pracuje v režimu okénkového komparátoru tak, aby odrazová plocha (např.plech) byla uvnitř okna. Výstup snímače je aktivní, jakmile nějaký předmět plně zakryje odrazovou plochu. Přitom není důležité, zda předmět zvuk plně absorbuje nebo naopak odráží. Tato funkce je využívána zejména u obtížně snímatelných materiálů jako např. pěnových hmot. Aktivní Neaktivní Nastavený aktivní * Nastavená vzdálenost detekce * absence předmětu = neaktivní Odrazová plocha Nastavené okno Režim okénkového komparátoru Výstup je aktivován, je-li předmět uvnitř okna definovaného dvěmi mezními hodnotami. Tak lze například kontrolovat správnou velikost lahví v krabicích. Příliš vysoké nebo příliš nízké lahve budou vyloučeny. Snímače s analogovým em Ultrazvukové snímače s analogovým em mají ní signál buď proudový ( 20 ma) nebo napěťový (0 10 V). Typ ního signálu je určen hodnotou zatěžovacího odporu. Pro 00 Ω je proudový, pro 10 kω je napěťový. Hodnota ního signálu může být přímo úměrná nebo nepřímo úměrná vzdálenosti. Snímače jsou využívány například pro spojité měření výšky hladiny. Neaktivní Aktivní Neaktivní ma Lineární 20 ma Nastavená vzdálenost detekce Nastavené analogové okno Režim s potlačeným popředím Potlačení rušivých ozvěn pocházejících z hran ležících mezi snímačem a předmětem. Při plnění lahví a měření maxima hladiny lze takto například potlačit ozvěnu ze zúženého hrdla. bar Potlačení ozvěny Aktivní Neaktivní Vyloučení aktivace u rušivou ozvěnou Nastavená vzdálenost detekce 1 21 8 90 Fax: 21 8 91

Schemata zapojení ultrazvukových snímačů MIC+xxx/D 2 (Bílá) (Šedá) komunikace (Černá) MIC+xxx/DD 2 (Bílá) 1 (Šedá) komunikace (Černá) 2 MIC+xxx/IU (Bílá) (Šedá) komunikace (Černá) 3 (Modrá) 0V 3 (Modrá) 0V (Modrá) 0V MIC+xxx/DIU 2 (Bílá) IU (Šedá) komunikace (Černá) 2 ZWS-1 2 (Bílá) Řídící vstup (Černá) 3 (Modrá) 0V 3 (Modrá) 0V Kabely s konektory a konektory firmy Microsonic Kabely s konektory M12 k ultrazvukovým snímačům Microsonic počet pólů přímé pravoúhlé 2 metrový kabel - pól KSTG-2 KSTA-2 - pól KSTG-2 KSTA-2 metrový kabel - pól KSTG- KSTA- - pól KSTG- KSTA- bez kabelu - pól STG - pól STG Kabel - obal je z PVC, x 0,3 mm 2 nebo x 0,2 mm 2. (1) (2) (3) Hnědá Bílá Modrá 1 2 1 2 () () Černá Šedá 3 3 Kabely s konektory M8 k ultrazvukovým snímačům ZWS-1 počet pólů přímé pravoúhlé 2 metrový kabel - pól KSTG-2/M8 KSTA-2/M8 metrový kabel - pól KSTG-/M8 KSTA-/M8 Kabel - obal je z PVC, x 0,2 mm 2. (1) (2) Hnědá Bílá 2 (3) () Modrá Černá 3 1 Tel.: 21 8 90 Fax: 21 8 9 1

Ultrazvukové snímače - řada MIC+ 1 8 M30x1, M30x1, M30x1, 33 19, 36 22, 1 69 102 72 8 M30x1, 1 10 8 M30x1, ø 7, ø 6 Tvar M30 x 8 M30 x 8 M30 x 8 M30 x 102 M30 x 10 Jmen. dosah Sn 0 až 20 mm 60 až 30 mm 200 až 1300 mm 30 až 300 mm 800 až 6000 mm Obal mosaz - nikl mosaz - nikl mosaz - nikl mosaz - nikl mosaz - nikl Nastavení dosahu tlačítky / přes PC tlačítky / přes PC tlačítky / přes PC tlačítky / přes PC tlačítky / přes PC Připojení - pól. konektor - pól. konektor - pól. konektor - pól. konektor - pól. konektor Objednací číslo: PNP NO/NC MIC+2/D/TC MIC+3/D/TC MIC+130/D/TC MIC+30/D/TC MIC+600/D/TC 2x PNP NO/NC MIC+2/DD/TC MIC+3/DD/TC MIC+130/DD/TC MIC+30/DD/TC MIC+600/DD/TC Analog. MIC+2/IU/TC MIC+3/IU/TC MIC+130/IU/TC MIC+30/IU/TC MIC+600/IU/TC ( - 20 ma/0-10 V) PNP NO/NC + analog. MIC+2/DIU/TC MIC+3/DIU/TC MIC+130/DIU/TC MIC+30/DIU/TC MIC+600/DIU/TC ( - 20 ma/0-10 V) Napájecí napětí 9 až 30 Vss 9 až 30 Vss 9 až 30 Vss 9 až 30 Vss 9 až 30 Vss Max. zatěž. proud Ia 200 ma 00 ma 200 ma 00 ma 00 ma Frekvence ultrazv. 320 khz 00 khz 00 khz 120 khz 80 khz Opakov. přesnost ± 0,1 % ± 0,1 % ± 0,1 % ± 0,1 % ± 0,1 % Časová odezva 0 ms 70 ms 110 ms 180 ms 0 ms Třída krytí IP 67 IP 67 IP 67 IP 67 IP 67 Nap. proud bez R 80 ma 80 ma 80 ma 80 ma 80 ma Provozní teplota -2 až +70 o C -2 až +70 o C -2 až +70 o C -2 až +70 o C -2 až +70 o C Indikace -digit. LED displej 3-digit. LED displej 3-digit. LED displej 3-digit. LED displej 3-digit. LED displej 2 tříbarevné LED 2 tříbarevné LED 2 tříbarevné LED 2 tříbarevné LED 2 tříbarevné LED Ochr. proti zkratu ano ano ano ano ano a přepólování Vývody snímačů PIN č. Typ D Typ DD Typ IU Typ DIU Barva vodiče 1 + V + V + V + V Hnědá 2 - Výstup D1 (PNP) Analogový IU Analogový IU Bílá 3 0 V 0 V 0 V 0 V Modrá Výstup D (PNP) Výstup D2 (PNP) - Výstup D1 (PNP) Černá Komunikace s PC Komunikace s PC Komunikace s PC Komunikace s PC Šedá 2 1 3 16 21 8 90 Fax: 21 8 91

Ultrazvukové snímače - řada ZWS-1 3,2 3,2,2,2 32 2 32 2 17,6 17,6 2,6 2,6 3,9 M8x1 10,7 3,9 M8x1 10,7 Tvar 6 x 12 x 22 3 6 x 12 x 22 0 mm 0 mm Jmen. dosah Sn 10 mm 10 mm Maximální dosah 0 mm 0 mm Rozlišení 0,20 mm 0,20 mm Připojení - pól. konektor M8 - pól. konektor M8 Objednací číslo: ZWS-1/CD/HV/QS ZWS-1/CE/HV/QS Výstup PNP, U b -2 V, volitelný NO/NC NPN, -U b +2 V, volitelný NO/NC Synchronizace ano - externí ano - externí Obal krabička: ABS, senzor: polyuretanová pěna, krabička: ABS, senzor: polyuretanová pěna, epoxy pryskyřice s obsahem skla epoxy pryskyřice s obsahem skla Napájecí napětí 2 0 až 30 Vss 2 0 až 30 Vss Max. zvlnění U b ± 10 % ± 10 % Max. zatěž. proud Ia 200 ma 00 ma Frekvence ultrazvuková 80 khz 80 khz Opakovatelná přesnost ± 0,1 % ± 0,1 % Časová odezva 0 ms 0 ms Třída krytí podle EN6029 IP 67 IP 67 Nap. proud bez zátěže 2 ma 2 ma Provozní teplota -2 až +70 o C -2 až +70 o C Indikace zelená LED: provoz, žlutá LED: stav u zelená LED: provoz, žlutá LED: stav u Ochr. proti zkratu a přepólování ano ano Hmotnost 10 g 10 g Externí synchronizační signál blokování snímače 0.1 m blokování snímače Kolík 2 na konektoru lze použít k synchronizaci libovolného počtu snímačů. Na řídící vstup se přivede impuls obdélníkového průběhu a šířky t i > 10 μs. Opakovací doba může být v rozsahu od 8 ms do 1 s. Úroveň H na synchronizačním vstupu blokuje funkci snímače. +U B U B t i > 10 µs Start 8 ms < t p < 1 s Tlačítko "Teach - in" Tlačítko na horní straně snímače umožňuje snadné nastavení vzdálenosti detekce. Stačí umístit snímaný předmět na požadovanou vzdálenost od snímače a stisknout tlačítko Teach-in na 3 sekundy. Stisknutím tlačítka na více jak 10 sekund, se mění režim ní funkce mezi spínáním a rozpínáním. PIN č. ZWS-1/CD... ZWS-1/CE... Barva vodiče 1 + V + V Hnědá 2 Řídící vstup Řídící vstup Bílá 3 0 V 0 V Modrá Výstup PNP Výstup NPN Černá 2 1 3 Tel.: 21 8 90 Fax: 21 8 9 17