अल्ट्रासोनिक सेंसर
अल्ट्रासाउंड, एक व्यक्ति 16 kHz से ऊपर की आवृत्ति के साथ ध्वनि का अनुभव नहीं करता है, हालाँकि, हवा में इसके प्रसार की गति ज्ञात है और यह 344 m / s है। ध्वनि की गति और इसके प्रसार समय पर डेटा के साथ, यह सटीक दूरी की गणना करना संभव है कि अल्ट्रासाउंड तरंग ने कितनी दूरी तय की है। यह सिद्धांत अल्ट्रासोनिक सेंसर के संचालन का आधार है।
अल्ट्रासोनिक सेंसर व्यापक रूप से विभिन्न उत्पादन क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं और किसी तरह तकनीकी प्रक्रियाओं के स्वचालन में कई समस्याओं को हल करने के लिए एक सार्वभौमिक उपकरण हैं। ऐसे सेंसर का उपयोग विभिन्न वस्तुओं की दूरी और स्थान निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
एक तरल के स्तर का निर्धारण (उदाहरण के लिए, परिवहन में ईंधन की खपत), पारदर्शी वाले सहित लेबल का पता लगाना, किसी वस्तु की गति की निगरानी करना, दूरी मापना - ये अल्ट्रासोनिक सेंसर के कुछ संभावित अनुप्रयोग हैं।
एक नियम के रूप में, उत्पादन में संदूषण के कई स्रोत हैं, जो कई तंत्रों के लिए एक समस्या बन सकते हैं, लेकिन अल्ट्रासोनिक सेंसर, इसके संचालन की ख़ासियत के कारण, संदूषण से बिल्कुल डरता नहीं है, क्योंकि सेंसर आवास, यदि आवश्यक हो, संभावित यांत्रिक प्रभावों से मज़बूती से सुरक्षित किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक सेंसर में इसके डिजाइन में एक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर होता है, जो एक उत्सर्जक और एक रिसीवर दोनों होता है। पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर ध्वनि दालों की एक श्रृंखला का उत्सर्जन करता है, फिर प्रतिध्वनि प्राप्त करता है और सिग्नल को एक वोल्टेज में परिवर्तित करता है जो नियंत्रक को खिलाया जाता है। प्रौद्योगिकी में उपयोग के बारे में यहाँ और पढ़ें। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव.
ट्रांसड्यूसर प्रकार के आधार पर अल्ट्रासोनिक आवृत्ति 65 kHz से 400 kHz तक होती है, और पल्स पुनरावृत्ति दर 14 Hz और 140 Hz के बीच होती है। नियंत्रक डेटा को संसाधित करता है और वस्तु की दूरी की गणना करता है।
अल्ट्रासोनिक सेंसर की सक्रिय सीमा कार्यशील पहचान सीमा है। डिटेक्शन रेंज यह वह दूरी है जिसके भीतर अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर किसी वस्तु का पता लगा सकता है, भले ही वस्तु अक्षीय दिशा में संवेदन तत्व तक पहुंचती हो या ध्वनि शंकु के माध्यम से चलती हो।
अल्ट्रासोनिक सेंसर के संचालन के तीन मुख्य तरीके हैं: विपरीत मोड, प्रसार मोड और रिफ्लेक्स मोड।
विपरीत मोड के लिए दो अलग-अलग उपकरणों, एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर की विशेषता होती है, जो एक दूसरे के विपरीत लगे होते हैं। यदि अल्ट्रासोनिक बीम किसी वस्तु से बाधित होता है, तो आउटपुट सक्रिय हो जाता है। यह मोड कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है जहां हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा महत्वपूर्ण है। अल्ट्रासाउंड बीम केवल एक बार सिग्नल दूरी की यात्रा करता है।यह समाधान महंगा है क्योंकि इसमें दो उपकरणों की स्थापना की आवश्यकता होती है - एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर।
एक ही आवास में ट्रांसमीटर और रिसीवर द्वारा प्रदान किया गया डिफ्यूजन मोड। ऐसी स्थापना की लागत बहुत कम है, लेकिन प्रतिक्रिया समय विपरीत मोड की तुलना में अधिक लंबा है।
यहां पता लगाने की सीमा वस्तु पर और वस्तु की सतह के गुणों पर घटना के कोण पर निर्भर करती है, क्योंकि बीम को ज्ञात वस्तु की सतह से ही परिलक्षित होना चाहिए।
रिफ्लेक्स मोड के लिए, ट्रांसमीटर और रिसीवर भी एक ही आवास में हैं, लेकिन अल्ट्रासोनिक बीम अब परावर्तक द्वारा परिलक्षित होता है। अल्ट्रासोनिक बीम द्वारा तय की गई दूरी में परिवर्तन को मापकर और अवशोषण का अनुमान लगाकर पता लगाने की सीमा के भीतर वस्तुओं का पता लगाया जाता है। या परावर्तित संकेत में प्रतिबिंब का नुकसान। इस सेंसर मोड के साथ ध्वनि-अवशोषित वस्तुओं, साथ ही कोणीय सतहों वाली वस्तुओं का आसानी से पता लगाया जाता है। एक महत्वपूर्ण शर्त यह है कि संदर्भ परावर्तक की स्थिति नहीं बदलती है।
उद्योग में इन्फ्रासाउंड का उपयोग करने का एक अन्य विकल्प है अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग.