Zalety i wady ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych

Zalety i wady ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych

Czujniki ultradźwiękowe mają wiele zalet w porównaniu z innego rodzaju czujnikami. Poza nielicznymi wyjątkami można je stosować praktycznie w dowolnych warunkach środowiskowych.

Czujniki te są odporne na zabrudzenia, gdyż emisja wibracji (ultradźwięków) powoduje ich samooczyszczanie. Fale ultradźwiękowe nie są pochłaniane ani tłumione przez zanieczyszczenia powietrza, np. pyły różnych materiałów. Czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać obiekty wykonane z dowolnych materiałów – ciał stałych, cieczy i gazów, nawet obiektów przezroczystych. Nie mogą zaś być stosowane w strefach potencjalnie zagrożonych wybuchem. Zasięg pracy czujników ultradźwiękowych wynosi od kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów.

Mimo wielu zalet czujniki ultradźwiękowe mają też wiele ograniczeń. Należy do nich niepełna dokładność, zwłaszcza w stosunku do małych obiektów. Tego rodzaju ograniczenie występuje, zwłaszcza w przypadku gdy ten sam piezoelektryk jest wykorzystywany i jako emiter, i jako detektor (odbiornik) sygnału odbitego. Takie dualne wykorzystywanie piezoelektryka powoduje powstawanie tzw. strefy martwej przed czołem czujnika. Problem ten jest rozwiązywany przez zastosowanie oddzielnych piezoelektryków do emitowania ultradźwięków i odbioru sygnału odbitego. W przypadku czujników z wyjściem analogowym, które informują nie tylko o wykryciu obiektu, ale również o odległości od niego, istotne znaczenie ma temperatura ośrodka propagacji sygnału i jej zmiana. Podobne problemy powodowane są zmianami wilgotności i ciśnienia ośrodka propagacji. W celu redukcji tych wpływów czujniki ultradźwiękowe wyposaża się w układy kompensacyjne.

Autor: inż. Michał Świerżewski absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej. Specjalista w zakresie instalacji elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym