Minggu, 02 September 2012

Ultrasonic Sensor

photo : omron.co.id


Ultrasonic sensor

Gelombang ultrasonik digunakan untuk mengaktifkan deteksi stabil dari obyek transparan, seperti film transparan, botol kaca, botol plastik, dan kaca piring, menggunakan Melalui-beam atau Sensor Reflektif.




Kecepatan terhadap suara

Kecepatan suara "C" di udara adalah C ≈ 331,5 + 0,61 θ (m / s), dimana θ adalah suhu udara (° C). Kecepatan perubahan suara sebagai perubahan suhu udara, dan hasil ini dalam kesalahan pengukuran temperatur berbasis jarak.


Pantulan dan pancaran

Gelombang ultrasound bergerak lurus ke depan dalam media seragam, dan dicatat dan diteruskan pada perbatasan antara media yang berbeda. Fenomena ini dipengaruhi oleh jenis dan bentuk media. Sebuah tubuh manusia di udara menyebabkan refleksi yang cukup dan dapat dengan mudah dideteksi.


Multi refleksi

Hal ini terjadi ketika gelombang ultrasound yang telah tercermin dari deteksi objek sekali mencerminkan dari permukaan kepala sensor, dinding di dekatnya, atau langit-langit kembali ke objek deteksi, dan kemudian kembali ke sensor.
Misalnya, dalam kasus refleksi ganda, gelombang ultrasound yang sama diterima sebagai refleksi tunggal tetapi pada jarak dua kali.

Multi-reflection


Batas zona [ model reflectif ]

Tidak hanya jarak deteksi maksimal tetapi juga jarak deteksi minimum dapat disesuaikan, sehubungan dengan atau independen dari jarak maksimum. Rentang deteksi disebut zona batas (batas zona).

Limit zone (reflective models)


Non-sensitif zona dan zona ketidakpastian (model reflektif)

Zona non-sensitif interval antara permukaan kepala sensor dan deteksi jarak minimum yang dihasilkan dari penyesuaian deteksi jarak jauh. Zona ketidakpastian adalah daerah dekat sensor mana deteksi tidak mungkin karena kepala konfigurasi sensor dan gaung.
Deteksi dapat terjadi di zona ketidakpastian karena multi-refleksi antara sensor dan objek.


Karakteristik Directional

Rasio output suara (diperlukan untuk mengirimkan energi suara yang ditentukan dengan objek target) dari pemancar non-directivity ke output suara dari pemancar directivity disebut keuntungan direktivitas.

Sebagai peningkatan daerah frekuensi dan getaran, directivity tumbuh lebih tajam dan gelombang suara yang dipancarkan dengan efisiensi yang lebih besar.

The directivity unit sensor yang digunakan sebagai saklar ultrasound adalah 8 ° sampai 30 ° (tekanan setengah suara-sudut).
directivity ini juga sangat dipengaruhi oleh bentuk tanduk sensor dan modus getaran transduser, dan dengan demikian bentuk unit sensor, frekuensi operasi, dan jenis transduser dipilih untuk memberikan jangkauan operasi yang diinginkan.

Directional characteristics


Tekanan suara setengah sudut

Indeks direktivitas. Sudut setengah adalah sudut dari pusat dari transduser dimana tingkat suara (kekuatan suara) adalah maksimum, ke titik di mana tingkat suara adalah 1 / 2 maksimum (penurunan suara yang simetris, sehingga sudut sebenarnya dua kali sudut di atas).


Side lobus

Directivity diindikasikan menggunakan grafik yang menunjukkan tingkat suara sebagai panjang dari pusat sebagai sudut yang bergeser jauh dari sudut pusat transduser, dimana tingkat suara (kekuatan suara) adalah maksimal. Dengan meningkatnya sudut dari pusat, directivity berkurang, dan kemudian setelah kenaikan titik tertentu.
Ini disebut lobus samping, dan dapat mengakibatkan refleksi tersesat dari objek perangkat yang akan mempengaruhi karakteristik deteksi.


Transduser

Ini adalah perangkat yang menggunakan energi listrik untuk menghasilkan gelombang ultrasound, dan yang juga mengubah energi getaran ultrasonik menjadi sinyal-sinyal listrik. Sebuah transduser barium titanat menerapkan efek piezoelektrik biasanya digunakan dalam switch ultrasound. Bentuknya bisa berupa disk atau tabung.


Tanduk

Ini adalah reflektor yang berkonsentrasi dan memancarkan gelombang ultrasonik dalam arah tertentu dan juga menerima gelombang. Bentuk dan dimensi tanduk menentukan karakteristik directivity dari sensor.

Horn


Gelombang Menular

Gelombang ultrasound yang dipancarkan ke arah ditentukan ketika transduser terhubung ke osilator. Biasanya dinyatakan sebagai tegangan diterapkan pada transduser, atau sebagai tekanan suara.


Gelombang diterima

Gelombang ultrasound Menular yang diterima di transduser, dan yang baik secara langsung atau dipantulkan dari objek. Biasanya dinyatakan sebagai tegangan dikonversi, atau sebagai tekanan suara.


Gema

Ketika sebuah sinyal listrik diterapkan untuk transduser sebagai pulsa di dekat frekuensi dengan frekuensi resonansi transduser, getaran ultrasound terus mekanik untuk interval singkat bahkan setelah berhenti sinyal listrik. Ini disebut gema. Jika dengung terus untuk waktu yang lama dalam sensor reflektif, deteksi menjadi mustahil.

Modulated pulse, intermittent oscillation, ultrasonic vibration waveform


F.S. (Skala Penuh)

Hal ini menunjukkan kisaran jarak deteksi pengenal. Setiap model memiliki nilai yang berbeda.


Linearitas

Ketika hubungan antara jarak dan output linier pada suhu tetap dan kondisi tegangan ditampilkan sebagai grafik, ini adalah persentase kesalahan maksimum berkenaan dengan suatu garis lurus ideal.


Jenis dan bentuk obyek deteksi (tipe reflektif)

Terdeteksi objek dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
(A) Flat-permukaan benda-benda seperti cairan, kotak, lembaran plastik, kertas, dan kaca.
(B) objek silinder seperti kaleng, botol, dan tubuh manusia.
(C) Bubuk dan objek seperti sepotong seperti mineral, batuan, batu bara, kokas, dan plastik.

Efisiensi reflektif bervariasi tergantung pada bentuk benda-benda. Dalam kasus (A), jumlah terbesar dari gelombang merefleksikan kembali, bagaimanapun, ini sangat dipengaruhi oleh kecenderungan objek. Dalam kasus (B) dan (C), refleksi nyasar terjadi dan cahaya yang dipantulkan tidak seragam, bagaimanapun, efek kemiringan kecil.

(A) Glass plate  (B) Human body  (C) Coal

(A) Kaca pelat (B) Human body (C) Batubara

sumber : omron.co.id
terjemah : nono haryono