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초음파 센서 101: 자주 묻는 질문에 대한 답변

레이저 및 레이더 를 포함하여 센서가 산업 환경에서 감지 및 측정하는 데 사용하는 다양한 유형의 기술이 있습니다. 빛 스펙트럼의 다양한 부분을 사용하는 다른 센서와 달리 초음파 센서( )는 소리를 사용합니다. 각 기술은 서로 다른 애플리케이션에 적합하므로 초음파 센서가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

초음파 센서란 무엇인가요?

초음파 센서는 사람의 청각 범위를 넘어서는 20kHz 이상의 초고주파 음파를 발생시키는 장치입니다. 음파를 송수신하는 전기 에너지와 세라믹 트랜스듀서를 사용합니다. 음파는 기본적으로 고체, 액체 및 기체를 통과해 이동하는 압력파이고 거리를 측정하거나 표적이 있고 없음을 감지하기 위해 산업용 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.

초음파 센서는 어떻게 작동하나요?

초음파 센서에는 전기 에너지를 받으면 진동하는 세라믹 변환기가 있습니다. 진동은 파동으로 공기 분자를 압축하고 팽창시켜 센서 표면에서 대상 물체까지 이동합니다. 초음파 센서는 음파를 방출한 다음 일정 시간 동안 '청취'하여 대상에서 반사되는 음파의 반향을 재전송하는 방식으로 거리를 측정합니다.

초음파 센서는 언제 사용하나요?

초음파 센서는 물체를 감지하기 위해 빛이 아니라 소리를 사용하기 때문에 광전 센서를 사용할 수 없는 응용 분야에서 활용할 수 있습니다. 대상 색상 및/또는 반사율은 초음파 센서에 영향을 미치지 않으므로 눈부심이 심한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다. 초음파 센서는 선명한 물체 감지 및 액체 레벨 측정에도 훌륭한 솔루션입니다.

광학 센서나 레이더 센서 대신 산업용 초음파 센서를 사용해야 하는 경우는 언제인가요?

초음파 센서는 투명한 물체, 액체의 수위, 반사도가 매우 높은 표면 또는 금속 표면을 감지하는 경우 유용합니다. 초음파 센서는 습한 환경에서도 잘 작동하지만 광학 빔은 물방울에 의해 굴절될 수 있습니다. 그러나 초음파 센서는 레이더 센서에는 영향을 미치지 않는 온도 변화나 바람에 취약할 수 있습니다. 광학 센서를 사용하면 스팟 크기가 작고 반응이 빠르며, 경우에 따라 대상에 보이는 스팟을 투사하여 센서 정렬에 도움을 줄 수 있습니다.

초음파 센서는 소음과 간섭을 어떻게 처리하나요?

초음파 센서는 음파를 사용하기 때문에 초음파 센서가 사용하는 주파수와 동일한 주파수의 음향 노이즈가 센서의 출력을 방해할 수 있습니다. 여기에는 호루라기 소리와 같은 고음의 소음, 릴리프 밸브, 압축 공기 또는 공압 장치의 쉭쉭거리는 소리 등이 포함됩니다. 또한 동일한 주파수의 초음파 센서 두 개를 서로 가까이 배치하면 음향 누화가 발생할 수 있습니다. 전자기 장치는 전자의 교대 흐름을 만들어 진동을 일으킵니다. 이러한 진동은 변압기와 같은 전기 장치에 의해 포착되어 초음파 센서를 방해할 수 있는 윙윙거리는 소리를 발생시킬 수 있습니다.

산업용 초음파 센서에 영향을 미치는 환경 조건은 무엇입니까?

온도 변동은 초음파 센서의 음파 속도에 영향을 미칩니다. 온도가 상승하면 음파가 대상에서 더욱 빠르게 이동합니다. 타겟이 움직이지 않았더라도 센서가 타겟이 더 가까이 있는 것으로 파악할 수 있습니다. 이러한 온도 문제를 해결하기 위해 T30UX 시리즈 및 QS18U 시리즈 를 비롯한 많은 Banner의 초음파 센서가 온도 변동을 보정하여 광범위한 주변 온도에서 높은 정확도의 성능을 제공합니다. 공압 장비나 팬으로 인한 기류도 초음파의 경로를 편향시키거나 방해할 수 있습니다. 이로 인해 센서가 대상의 올바른 위치를 인식하지 못할 수 있습니다.

초음파 센서를 작동하기 전에 예열해야 하는 이유는 무엇인가요?

센서가 처음 켜지면 개별 구성부품이 예열되고 주위 공간 및 구성부품 역시 예열됩니다. 콜드 스타트에서 작동 온도까지의 이러한 온도 변동을 "워밍업 드리프트"라고 합니다. 모든 구성품이 올바른 작동 온도에 도달할 때까지 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.

데드 존이란 무엇인가요?

사각 구역은 센서가 신뢰할 수 있는 수준으로 측정할 수 없는 변환기 바로 정면에 있는 구역을 지칭합니다. 이는 링잉(ringing)이라고 하는 현상이 원인입니다. 울림은 음파 또는 여기 펄스가 전송된 후 트랜스듀서가 계속 진동하는 것을 말합니다. 변환기가 반사 반향을 수신하려면 이러한 에너지가 소멸되어야 합니다. 따라서 타겟은 초음파 센서의 지정된 데드 존 너머에 위치해야 합니다. Banner의 S18U 시리즈 를 포함한 일부 초음파 센서에는 데드존이 최소화되거나 레트로소닉 모드에서 사용할 때 데드존을 제거할 수 있는 기능이 있습니다.

초음파 센서가 광전 센서보다 느린가요?

한마디로 그렇습니다. 음속은 빛의 속도보다 상당히 느립니다. 따라서 초음파 센서는 본질적으로 광학 센서보다 속도가 느립니다.

초음파 센서와 함께 사용하기에 가장 적합한 타겟 유형은 무엇인가요?

초음파 센서와 함께 사용하기에 가장 적합한 대상은 금속, 세라믹, 유리 또는 목재와 같은 크고 평평하며 단단한 소재의 표면입니다. 항상 센서와 수직으로 배치해야 합니다. 펠릿, 톱밥, 거품과 같이 부드럽거나 불규칙한 표면의 대상은 효과적으로 감지되지 않으며 다른 유형의 센서가 더 적합합니다.

초음파 센서를 사용하여 무작위로 배치된 물체를 감지하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?

초음파 센서를 설정할 때 센서에 '배경'을 좋은 조건으로 설정하세요. 초음파로 반사되는 배경 표면을 양호한 조건으로 학습하면 센서와 배경 사이에 있는 모든 물체가 감지되어 출력이 전환됩니다.

배너 엔지니어링의 초음파 센서를 통한 정밀 측정으로 어떻게 운영을 개선할 수 있는지 자세히 알아보려면 지금 바로 배너 엔지니어( )에게 문의하세요( ).