Capteurs spéciaux EGE-Elektronik GmbH

Détecteurs à ultrasons – Technologie et application

Principes de base

Les détecteurs à ultrasons envoient et reçoivent des signaux à ultrasons dans la gamme de fréquences de 65 à 300 kHz. Les détecteurs à ultrasons peuvent être utilisés pour diverses tâches, par exemple :


Détection de diamètre de matériaux
Tension en boucle
Détection de hauteur
Détection de niveau
Comptage de parties


Domaines d'application


Détection sans contact de :

Distances
Présence
Niveau
Diamètre
Emplacement


Indépendamment de :

Matériau
Couleur
Lumière
Fumée
Poussière


Période de cycle

Au temps 0, une impulsion est transmise, puis réfléchie par un objet. Le capteur la reçoit et la réfléchit à nouveau. L'impulsion suivante ne peut être émise que lorsque toute l'énergie de l'impulsion précédente a été absorbée. Cet intervalle de temps est appelé la période de cycle. (Figure 1)

cycle period
Les capteurs avec

une grande plage de détection ont une longue période de cycle et une réponse lente.
une petite plage de détection ont une courte période de cycle et une réponse rapide.

 

Angle d'ouverture du faisceau

L'énergie ultrasonique est émise dans un cône le long de l'axe du capteur. L'intensité la plus élevée se trouve sur l'axe, elle diminue avec l'augmentation de l'angle. L'angle d'ouverture du faisceau est défini par l'angle auquel l'énergie ultrasonique pulsée a diminué de 33 % de sa valeur maximale.
Un objet plan est mieux détecté lorsque sa surface est orientée perpendiculairement à l'axe du convertisseur. Pour une détection sûre, il peut être incliné d'un angle maximal de la moitié de l'angle d'ouverture (alpha/2) du faisceau. (Fig. 2) Si l'objet est incliné d'un angle plus grand, les ondes sont ne plus réfléchies vers le capteur. Un objet plan, incliné de 45° par rapport à l'axe du convertisseur, réfléchit le faisceau incident à 90°.

Angle of beam    

Amplitude de tension

Au cours de l'émission, l'amplitude de la tension de l'impulsion ultrasonique est d'environ 80 V en crête.
La longueur de l'impulsion ultrasonique dépend de la durée de l'impulsion émise et de la durée de décroissance du convertisseur.
L'amplitude de la tension de l'écho reçu est de l'ordre du V. (Figure 3)

Voltage amplitude

Zone aveugle

Pendant l'émission de l'impulsion ultrasonique (0 à Impulsion t), aucun écho ne peut être reçu. Cette durée détermine une région dans laquelle aucune mesure de distance (zone aveugle) n'est possible (0 à XD). (voir figure 4)

Blind zone

Homologations de sécurité

Les capteurs devant assurer la protection des personnes doivent être homologués selon la norme EN 954-1 et être étiquetés en conséquence. Des capteurs non étiquetés ne doivent pas être utilisés dans de telles applications.

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