Programovatelné automaty ultrazvukové snímače 08 Elektrotechnika Programovatelné automaty ultrazvukové snímače 08 Ing. Jana Horáková www.zlinskedumy.cz
Anotace Vysvětlení principu činnosti ultrazvukových snímačů, musí být doplněn výkladem. Umožňuje použití pro samostatnou práci. Je možné jej poskytnou nepřítomným žákům. Autor Ing. Jana Horáková (Autor) Jazyk Čeština Očekávaný výstup 26–41-M/01 Elektrotechnika Speciální vzdělávací potřeby - žádné - Klíčová slova Ultrazvuk, piezoelektrický krystal, Druh učebního materiálu Prezentace Druh interaktivity Kombinované Cílová skupina Žák Stupeň a typ vzdělávání odborné vzdělávání Typická věková skupina 16 - 19 let Vazby na ostatní materiály Je součástí předmětu programovatelné automaty
Princip Vznik ultrazvukových vln pomocí piezoelektrického měniče Piezoelektrický materiál při přiložení napětí mění své rozměry a tím ve vzduchu vytváří mechanické vlnění - zvuk Piezoelektrický měnič je vyroben z piezokeramiky Používá se frekvence nad 80 kHz, kdy se vytváří zvukový kužel
Princip Slepá zóna – senzor ještě nemůže přijímat, dokmitává membrána měniče
Princip Piezoelektrický měnič vysílá sled ultrazvukových vln Vlny se odráží od překážky a vrací zpět Snímač vrácené vlny detekuje a vyhodnocovací obvody z doby vyslání a návratu vln a rychlosti zvuku zjistí vzdálenost
Prostředí Zvuk je mechanické vlnění částic – nelze je použít ve vakuu Rychlost šíření zvuku v jiných plynech než vzduch je jiná Dešťové přeháňky nemají vliv na šíření zvuku Silné proudění vzduchu a turbulence mohou způsobit nestabilitu Prach a kouř nemají vliv
Odrazivost Tvrdý materiál odráží téměř vše Vypouklý materiál způsobuje rozptyl odražených zvukových vln, na snímač dopadá jen část Drsný materiál rozptyluje zvuk podle velikosti nerovností povrchu, při velikosti zrn materiálu, větších než je zvuková vlna se použití ultrazvukových snímačů nedoporučuje Měkký materiál pohlcuje téměř celou energii zvukových vln
Odrazivost Kapaliny odráží ultrazvukové vlny, pokud jejich svislá osa není odchýlena o víc než 3% Tenkostěnné fólie s tloušťkou pod 0,01 mm se chovají jako měkké materiály Horké cílové objekty způsobují proudění vzduchu a tím se může zvuková vlna vychýlit a neodrazí se zpět
Použití Snímání a detekce polohy od mm do desítek m Detekce průhledných předmětů Možnost použití v prašném a vlhkém prostředí Detekce posunu Detekce pozice předmětu Detekce úrovně hladiny materiálů
Příklady www.tecon.cz/prod_snimace_ultrazvukove.php www.sick.com/instruments/cs/home/products/level_sensors/page/up56.aspx www.jsp.cz/cz/sortiment/seznam_dle_kategorii/snimace_hladiny/ultrazvukove_snimace_hladiny/
Citace Ultrazvukové senzory: principy a definice. Http://www.balluff.cz/download/katalogy [online]. 2011 [cit. 2012-10-26]. Dostupné z: http://www.balluff.cz/download/katalogy/BUS/Ultraschall-Sensoren_11-22_CZ.pdf VOJÁČEK, Antonín. Ultrazvukové senzory přiblížení. Automatizace.hw.cz [online]. 2005 [cit. 2012-10-26]. Dostupné z: http://automatizace.hw.cz/clanek/2005110201