Ultrasonik Kontrol Temelleri

Ultrasonik sinyaller frekansı çok yüksek ses dalgaları gibidir. Birçok ultrasonik sensörde istenilen frekansı oluşturabilmek ve elektrik enerjisini akustik enerjiye ( veya tam tersi ) dönüştürmek için kullanılan piezo elektrik kristaller kullanılır.

Yukarıdaki şekilde ses sinyallerinin bir koni şeklinde nasıl yayıldığı ve hedef cisme çarptıktan sonra sensöre nasıl geri döndüğü gösterilmektedir. Çıkış sinyali birşeyleri veya kontrol fonksiyonlarını tetiklemek için kullanılır. Cisimle sensör arasında yansıyan sinyallerin değerlendirilebilmesi için aralarında minimum bir mesafe olması gereklidir. Ultrasonik ölçüm işlemlerini etkileyebilecek değişkenleri inceleyecek olursak :

• – Hedef yüzey açısı
• – Yansıtıcı yüzeyin pürüzsüzlüğü
• – Isı değişimi
• – Nem değişimi

Hedef cisim yansıtıcı özellikteki herhangi bir cisim hatta yuvarlak bir obje bile olabilir.

Ultrasonik Sensörlerin Avantajları

Algılama fonksiyonlarında kullanıldıklarında ultrasonik yöntem klasik sensörlere göre birçok avantaj sağlamaktadır.

1. Hareketli nesneler tespit edilip mesafeler ölçülebilir.
2. Renkten etkilenmez, yüzey şeklinden ve hedef cismin malzemesinden diğer sensörlere göre daha az etkilenir. Bakım gerektirmez. Uzak mesafelerden bile küçük objeleri tespit edebilir.
3. Titreşim, kızılötesi radyasyon, çevre gürültüsü ve EMI radyasyonuna karşı dirençlidir.

İki Ultrasonik Sensör Tipi

Aşağıdaki diyagramlar mesafe ve menzil ölçümünde kullanılan ultrasonik sensörler arasındaki farkları göstermektedir.

Mesafe Tespiti

Önceden ayarlanmış bir menzil içinden geçen cisim algılanacak ve bir çıkış sinyali elde edilecektir. Tespit edilen nokta cisim boyutu, materyali ve yansıtma derecesinden bağımsızdır.

Menzil Ölçümü

Hareketli cisim ile sensör arasındaki kesin mesafe ölçümü iletilen e yansıan ultrasonik ses sinyalindeki zaman gecikmesiyle ölçülür. Yan tarafta şekilde görülen örnek 6 inch mesafede tespit edilen cismin 10 inch mesafeye gittiği tespit edilmiştir. Mesafe değişimi sürekli olarak hesaplanıp çıktı olarak verilir.

Ultrasonik Tespit Uygulama Alanları

1. Sıvı seviye kontrolü

2. Rulo çapı kontrolü, gerginlik kontrolü

3. Doluluk tespiti

4. İplik / Tel kopma tespiti

5. Robotik algılama

6. İstif yükseklik kontrolü

7. Sensör yerleştirilmesi sor olan yerlerde 45 derece saptırma ile seviye tespiti

8. İnsan sayma sistemleri

9. Araba yıkama tesislerinde vb yerlerde araç tespiti için

10. Oluk ve besleyici üniteler için hatalı parça tespitinde

11. Varlık tespiti

12. Kutu sınıflandırma sistemleri için

13. Profil çıkarma sistemlerinde

14. Kalınlık ölçümünde

15. Dokuma kopma tespiti

16. Kalite kontrol denetim sistemlerinde