超音波感測器基礎介紹|工作原理與應用範圍解析

超音波感測器使用超音波而不是光線,這使其成為在惡劣環境中穩定偵測不平坦表面、液體、透明物件和其他物件的理想選擇。這些感測器適用於需要在固定和移動物件之間進行精確測量的應用。

什麼是超音波感測器?
超音波感測器是一種工業裝置,用於發射和接收超過「20 kHz」的高頻聲波,這些聲波超出了人耳的聽覺範圍。超音波感測器透過電能驅動內部的陶瓷換能器,使其振動以發出聲波。這些聲波在空氣中以壓力波的形式穿透,並能夠通過固體、液體和氣體,常用於距離測量或目標物檢測。
 
超音波感測器的運作原理
在運作過程中,超音波感測器會通過陶瓷換能器產生振動,形成壓縮和膨脹的空氣波,並傳送至目標物。當聲波遇到目標物反射回來後,感測器根據回波的時間計算距離。這種非接觸式的測量方式使得它能夠在多種環境中保持高效運作。

什麼時候該使用超音波感測器?
超音波感測器優勢在於其使用「聲波」進行測量,因此在光電感測器可能無法運作的情境中非常適用。此外,由於不受目標物顏色和反射性的影響,超音波感測器可以在高反光環境中檢測物體,或進行透明物體的液位測量。

超音波感測器的使用限制
超音波感測器也有其限制。例如,溫度波動或風速可能影響聲波的傳輸,從而影響感測器的準確度。任何與感測器同頻率的聲音(如釋壓閥的洩壓聲、壓縮空氣或氣動裝置的聲響)也可能對其輸出造成干擾。

什麼是盲區?
盲區是指超音波感測器的最小偵測距離。當超音波傳送出去後,換能器仍會持續振動一段時間,這稱為「震盪現象」。只有震盪完全釋放後,換能器才有能力接收回波。選擇感測器時需注意盲區範圍,確保目標物處於感測範圍內。例如,邦納的 S18U 系列感測器具有最小盲區設計,甚至能在回聲模式下完全消除盲區。

美商邦納超音波感測器

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