德國(guó)P+F倍加福超聲波傳感器工作原理

德國(guó)P+F倍加福超聲波傳感器UC1000-18GS-2EP-IO-V15

主要優(yōu)勢(shì)一覽

IO-Link 接口，用于過程數(shù)據(jù)、參數(shù)化和診斷

可通過帶 PACTWARE 的 DTM 編程

可通過 IrDA（紅外接口）編程

可選聲錐寬度

同步選項(xiàng)

增強(qiáng)型溫度補(bǔ)償可調(diào)節(jié)，開啟后測(cè)量值已穩(wěn)定2分鐘

2 路推挽輸出

德國(guó)P+F倍加福超聲波傳感器的工作原理基于超聲波的發(fā)射、傳播與反射接收，通過計(jì)算聲波傳播時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的檢測(cè)、距離測(cè)量或液位監(jiān)控等功能，

具體過程如下：

1. 超聲波的發(fā)射

傳感器內(nèi)部的壓電換能器（核心元件）在電信號(hào)激勵(lì)下發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)換為超聲波（頻率高于 20kHz 的機(jī)械波，人耳不可聞）。倍加福的超聲波傳感器通常采用特定頻率設(shè)計(jì)（如 40kHz、80kHz 等），以適應(yīng)不同檢測(cè)距離和精度需求（高頻超聲波指向性更強(qiáng)，適合短距離高精度檢測(cè)；低頻則適合長(zhǎng)距離檢測(cè)）。

2. 超聲波的傳播與反射

P+F超聲波傳感器發(fā)射的超聲波以恒定速度（在空氣中約 343m/s，受溫度、濕度等環(huán)境因素影響較?。┰诮橘|(zhì)（通常是空氣）中傳播。當(dāng)聲波遇到目標(biāo)物體（如固體、液體表面）時(shí)，部分能量會(huì)被反射形成回波。

3. 回波的接收與信號(hào)處理

傳感器的壓電換能器同時(shí)作為接收器，接收反射回的超聲波，將機(jī)械振動(dòng)重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。內(nèi)部電路對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，濾除環(huán)境噪聲（如氣流、電磁干擾等），確保有效信號(hào)的提取。

4. 距離計(jì)算與輸出

傳感器通過計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差（Δt），結(jié)合聲波傳播速度（v），利用公式 距離 =（v × Δt）/ 2（除以 2 是因?yàn)槁暡ㄍ狄淮危?，得出傳感器與目標(biāo)物體的距離。

P+F超聲波傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測(cè)閾值（如 “檢測(cè)到物體"“距離超出范圍" 等），傳感器通過開關(guān)量（如 PNP/NPN 輸出）、模擬量（如 4-20mA、0-10V）或 IO-Link 等接口輸出檢測(cè)結(jié)果，供控制系統(tǒng)（如 PLC）處理。

倍加福超聲波傳感器的技術(shù)特點(diǎn)（與原理相關(guān)）

抗環(huán)境干擾設(shè)計(jì)：通過特殊聲波頻率和濾波算法，減少粉塵、水汽、光線等對(duì)檢測(cè)的影響，適合惡劣工業(yè)環(huán)境。

盲區(qū)優(yōu)化：部分型號(hào)通過電路設(shè)計(jì)縮小 “盲區(qū)"（傳感器附近無法檢測(cè)的區(qū)域），提高近距離檢測(cè)精度。

溫度補(bǔ)償：內(nèi)置溫度傳感器，實(shí)時(shí)修正聲波傳播速度（溫度變化會(huì)輕微影響聲速），確保不同溫度環(huán)境下的測(cè)量準(zhǔn)確性。

P+F超聲波傳感器多種檢測(cè)模式：支持 “存在檢測(cè)"（判斷是否有物體）、“距離測(cè)量"（連續(xù)輸出距離值）、“液位監(jiān)控"（針對(duì)液體表面的非接觸測(cè)量）等，適配不同工業(yè)場(chǎng)景（如倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、液位控制等）。

總之，倍加福超聲波傳感器通過聲波的 “發(fā)射 - 反射 - 接收" 閉環(huán)，結(jié)合工業(yè)級(jí)的信號(hào)處理和抗干擾設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的非接觸式可靠檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線、物流倉(cāng)儲(chǔ)、過程控制等領(lǐng)域。