Чем полезен ультразвуковой датчик расстояния для дома? Составляющие системы ультразвуковой диагностики генератор ультразвуковых волн

Прибором, посредством которого отраженный узи-сигнал от тела человека поступает в аппарат для дальнейшей обработки и визуализации, является датчик. Области медицинского применения определяются, в основном, типом датчиков, работающих с ультразвуковом аппаратом и наличием различных режимов работы.

Датчик это прибор, который излучает сигнал нужной частоты, амплитуды и формы импульса, а также принимает отраженный от исследуемых тканей сигнал, преобразует в электрическую форму и передает для дальнейшего усиления и обработки.

Существует большое количество датчиков, различающихся по способу сканирования, по области применения, а также датчиков, различающихся по виду используемого в них преобразователя.

По способу сканирования

Из возможных способов получения информации о биологических структурах наибольшее распространение получил способ получения двумерного изображения (В-режим). Для этого режима существуют различные виды реализации сканирования.

Секторное (механическое) сканирование. В датчиках секторного механического сканирования угловое перемещение УЗ луча происходит за счет качания или вращения вокруг оси УЗ преобразователя, излучающего и принимающего сигналы. Ось ультразвукового луча перемещается по углу так, что изображение имеет вид сектора.

Линейное электронное сканирование. При этом способе сканирования угловое направление УЗ луча не меняется, луч перемещается параллельно самому себе так, что начало луча двигается вдоль рабочей поверхности датчика по прямой линии. Зона обзора имеет вид прямоугольника.

Конвексное электронное сканирование. В силу геометрии решетки, отличной от линейной, лучи не параллельны друг другу, а расходятся веером в некотором угловом секторе. Сочетает в себе преимущества линейного и секторного сканирования.

Микроконвексное электронное сканирование. Данный вид сканирования принципиально аналогичен конвексному. Зона обзора при микроконвексном сканировании имеет такой же вид, как и при секторном механическом сканировании. Иногда этот вид сканирования относят к одному из видов секторного сканирования, отличие заключается только в меньшем радиусе кривизны рабочей поверхности датчика (не более 20-25 мм).

Фазированное секторное электронное сканирование. Отличие фазированного сканирования от линейного заключается в том, что при каждом зондировании при излучении используются все элементы решетки. Для осуществления такого сканирования генераторы импульсов возбуждения формируют одинаковые по форме импульсы, но со сдвигом по времени.

По областям медицинского применения

В зависимости от того, в какой области будет проводиться исследование, выбирается датчик. Кроме того, на выбор того или иного типа датчика влияет глубина расположения исследуемого органа или тканей и их доступность. Первым шагом в оптимизации изображения является выбор наиболее высокой частоты для желаемой глубины исследования.

1. Универсальные датчики для наружного обследования . Применяются для исследований органов малого таза и абдоминальной области у взрослых и детей. В основном в качестве универсальных используются конвексные датчики с рабочей частотой 3,5 МГц для взрослых; 5 МГц для педиатрии; 2,5 МГц для глубоко расположенных органов. Угловой размер сектора сканирования: 40-90º (реже до115º), длина дуги рабочей поверхности – 36-72 мм.

2. Датчики для поверхностно расположенных органов. Применяются для обследования неглубоко расположенных малых органов и структур – щитовидной железы, периферических сосудов, суставов и т.д. Рабочие частоты – 7,5 МГц, иногда 5 или 10 МГц. Чаще всего используется линейный датчик, 29-50 мм, реже конвексный, микроконвексный или секторный механический с водной насадкой с длиной дуги 25-48 мм.

3. Внутриполостные датчики. Существует большое разнообразие внутриполостных датчиков, которые отличаются между собой по областям медицинского применения.

ü Интраоперационные датчики. Т.к. датчики вводятся в операционное поле, то должны выполняться очень компактными. Как правило, в них применяются линейные преобразователи длиной 38-64 мм. Иногда применяются конвексные преобразователи с большим радиусом кривизны. Рабочая частота 5 или 7,5 МГц.

ü Чреспищеводные датчики. Данный вид датчиков используется для исследования сердца со стороны пищевода. Сконструирован по тому же принципу, что и гибкий эндоскоп, система управления ракурсом наблюдения аналогична. Используется секторное механическое, конвексное или фазированное секторное сканирование с рабочей частотой 5 МГц.

ü Внутрисосудистые датчики. Применяются для инвазивного обследования сосудов. Сканирование – секторное механическое круговое, 360 º. Рабочая частота 10 МГц и более.

ü Трансвагинальные (интравагинальные) датчики. Бывают секторного механического или микроконвексного типа с углом обзора от 90º до 270º. Рабочая частота 5, 6 или 7,5 МГц. Ось сектора обычно расположена под некоторым углом относительно оси датчика. Иногда используются датчики с двумя преобразователями, у которых плоскости сканирования расположены под углом 90º друг к другу. Такие датчики называются биплановыми .

ü Трансректальные датчики. В основном применяются для диагностики простатита. Рабочая частота – 7,5 МГц, реже 4 и 5 МГц. В трансректальных датчиках используется несколько типов сканирования. При секторном механическом сканировании в круговом секторе (360 º) плоскость сканирования перпендикулярна оси датчика. В другом виде датчиков используется линейный ультразвуковой преобразователь с расположением вдоль оси датчика. В третьих применяется конвексный преобразователь с плоскостью обзора, проходящей через ось датчика.

Специфическая особенность этих датчиков – наличие канала подвода воды для заполнения одеваемого на рабочую часть резинового мешочка.

ü Трансуретальные датчики. Датчики малого диаметра, вводимые через уретру в мочевой пузырь, использующие механическое секторное или круговое (360º) сканирование с рабочей частотой 7,5 МГц.

4. Кардиологические датчики. Особенностью обследования сердца является наблюдение через межреберную щель. Для таких исследований применяются секторные датчики механического сканирования (одноэлементные или с кольцевой решеткой) и фазированные электронные. Рабочая частота – 3,5 или 5 МГц. В последнее время в приборах высокого класса с цветовым допплеровским картированием применяются чреспищеводные датчики.

5. Датчики для педиатрии . В педиатрии используются те же датчики, что и для взрослых, но с большей частотой – 5 или 7,5 МГц. Это позволяет получать более высокое качество изображения благодаря малым размерам пациентов. Кроме того, применяются специальные датчики. Например, для обследовании головного мозга новорожденных через родничок используется секторный или микроконвексный датчик с частотой 5 или 6 МГц.

6. Биопсийные датчики. Используются для точного наведения биопсийных или пункционных игл. Для этого специально сконструированы датчики, в которых игла может проходить через отверстие (или щель) в рабочей поверхности (апертуре). Вследствие технологической сложности выполнения данных датчиков (что существенно увеличивает стоимость биопсийного датчика) часто применяются биопсийные адаптеры – приспособления для наведения биопсийных игл. Адаптер съемный, жестко крепится на корпусе обычного датчика.

7. Мультичастотные датчики. Датчики с широкой полосой рабочих частот. Датчик работает на различных переключаемых частотах в зависимости от того, какая глубина интересует исследователя.

8. Допплеровские датчики. Применяются для получения информации о скорости или спектре скоростей кровотока в сосудах. В нашем случае ультразвуковые волны отражаются от частиц крови, и это изменение напрямую зависит от скорости кровотока.

Важной функциональной частью аппарата УЗИ является датчик или трансдюсер. Именно через него осуществляется визуализация обследуемых органов во время процедуры УЗИ, поскольку он генерирует ультразвуковые волны и принимает их обратное отображение.

Стоимость аппарата ультразвуковой диагностики и его функциональность напрямую зависит от комплекта датчиков. Перед покупкой аппарата для ультразвукового исследования необходимо определить, в каких целях он будет использоваться.

Выбирая трансдюсер, необходимо также учесть, что они отличаются по глубине проникновения в обследуемые органы.

Особенности датчиков

По сфере применения и назначению выделяют несколько видов УЗИ датчиков:

универсальный наружный;
для обследования поверхностно расположенных органов;
кардиологический;
педиатрические;
внутриполостные.

Универсальный наружный датчик позволяет провести большинство ультразвуковых исследований, кроме полостных и операционных

Кардиологические - используются для обследования сердца. Кроме того, такие датчики УЗИ применяются для трансэзофагеального обследования сердца.
Универсальный ультразвуковой наружный датчик используется для обследования и . Он может применяться как в отношении взрослых пациентов, так и детей.
Для , а также используется специальный датчик для поверхностно расположенных органов.
Датчики, используемые в педиатрической практике, отличаются большей рабочей частотой в сравнении с аналогичной аппаратурой, предназначенной для взрослых пациентов.
Внутриполостные датчики подразделяются на следующие типы:
1. трансуретральные;
2. интраоперационные;
3. биопсийные.

Основные виды устройств

В зависимости от типа ультразвуковых сканеров различают три основных вида датчиков для аппарата УЗИ – секторные, конвексные и линейные. Датчики для аппаратов УЗИ секторного типа работают на частоте от 1,5 до 5 МГЦ. Необходимость в его применении возникает, если требуется получить большее проникновение в глубину и обзор на небольшом участке. Обычно он применяется для обследования сердца и межреберных промежутков.

Конвексные трансдюсоры имеют частоту в 2-7,5 МГЦ, глубина их проникновения достигает 25 см. У них есть одна особенность, которую необходимо обязательно учитывать - ширина получаемого изображения больше размера самого датчика. Это важно для определения анатомических ориентиров. Их достоинством является то, что они равномерно и плотно прилегают к коже пациента. Предназначены такие датчики для обследования органов, которые находятся глубоко - это органы брюшной полости, органы малого таза и мочеполовой системы, а также тазобедренные суставы. При работе с ним необходимо учитывать комплекцию пациента и устанавливать нужную частоту проникновения ультразвуковой волны.

Отдельным типом идут объемные датчики 3D и 4D. Они представляют собой механическое устройство с кольцевым или угловым качанием и вращением. С помощью них на экран выводится посредством сканирование органов, которое потом преобразуется в трехмерное изображение. Устройство 4D позволяет просматривать органы во всех срезовых проекциях.

Датчики для аппаратов УЗИ линейного типа имеют частоту 5-15 МГЦ, глубина их проникновения достигает 10 см. За счет такой высокой частоты можно получить высококачественное изображение на экране. При работе с линейными датчиками происходит искажение изображения по краям. Это вызвано тем, что он неравномерно прилегает к коже пациента. Они предназначены для ультразвукового обследования органов, которые расположены на поверхности. Это молочные железы, суставы и мышцы, сосуды, щитовидная железа.

Разновидности трансдюсеров

Помимо трех основных типов применяются следующие датчики для УЗИ сканеров:

Микроконвексный трансдюсер – разновидность конвексного, предназначен для использования в педиатрической практике. Посредством него производится обследование тазобедренных суставов и органов брюшной полости, мочеполовой системы.
Биплановые – позволяют получить изображения органов в продольном и поперечном срезе.
Секторный фазированный трансдюсер – предназначен для применения в области кардиологии, для ультразвукового исследования головного мозга. Он снабжен фазированной решеткой, что дает возможность исследовать труднодоступные области.
Катетерные трансдюсеры - предназначены для введения в труднодоступные места – сосуды, сердце.
Внутриполостные – это ректальные и вагинальные, а также ректально-вагинальные типы трансдюсеров, применяемые в акушерстве, урологии и гинекологии.
Карандашные - используются для ультразвукового исследования вен и артерий конечностей и шеи.
Видеоэндоскопические – эти устройства представляют собой объединение трех в одном – ультразвука, гастрофиброскопа и бронхофиброскопа.
Лапароскопические – это трансдюсоры в форме тонкой трубки, имеющие на конце излучатель. В них конец может изгибаться как в одной плоскости, так и в двух плоскостях. Имеются модели, в которых конец не изгибается. Все они используются при проведении лапароскопии. Управляются они с помощью специального джойстика. Такие модели подразделяются также на линейные, боковые, конвексные боковые и фазированные с прямым обзором.

Кроме того, в практике ультразвукового исследования применяются матричные датчики с двухмерной решеткой. Они бывают полуторомерными и двухмерными. Полуторомерные позволяют получить максимальное разрешение по толщине.

С помощью двухмерного устройства можно получить изображение в качестве 4D. В то же время они визуализируют изображение на экране в нескольких проекциях и срезах.

Названия и типы датчиков УЗИ связаны с используемыми ультразвуковыми преобразователями и способами сканирования. Выделяются следующие типы:

линейные;
конвексные и микроконвексные;
фазированные секторные и др.

Основной характеристикой ультразвукового датчика УЗИ принято считать рабочую частоту. Следует учитывать, что при увеличении частоты снижается глубина исследования. Так что выбор частоты нужно делать с учетом максимальной глубины, на которой находятся исследуемые органы. Например, для проведения обследований пациентов с излишним весом следует пользоваться меньшими частотами.

Удобнее классифицировать датчики для УЗИ аппаратов по областям их медицинского применения:

для наружного обследования органов малого таза и абдоминальной области;
для поверхностно расположенных органов (суставы, периферийные сосуды, щитовидная железа);
кардиологические;
для педиатрии (отличаются от приборов для взрослых большей частотой);
внутриполостные – отличаются по областям применения (трансвагинальные, трансректальные, трансуретральные, интраоперационные, внутрисосудистые, чреспищеводные);
узкоспециализированные – для диагностики гайморитов, фронтитов и синуситов, офтальмологические, транскраниальные и ветеринарные;
доплеровские – для исследований скоростей кровотока в сосудах.

Датчиками УЗИ для получения 3-х мерных изображений пользуются редко, чаще применяют двумерные вместе с программным обеспечением, позволяющим построить 3d изображение.

Цена датчиков УЗИ

Компания UMETEX предлагает широкий выбор ультразвуковых датчиков различных типов для применения в любых областях медицины. Наши специалисты предоставят вам всю необходимую информацию о технических параметрах датчиков и их совместимости с ультразвуковыми аппаратами.

Стоимость датчика УЗИ сканера зависит от следующих параметров:

фирмы-изготовителя;
модели;
типа датчика;
функциональных возможностей.

Вы всегда можете выбрать и купить ультразвуковой датчик, необходимый для работы вашего УЗИ аппарата, в нашей компании. Если его еще нет в нашем каталоге, то мы закажем для вас любое устройство у ведущих производителей ультразвукового оборудования, с которыми мы тесно сотрудничаем.

Датчик - самая значимая часть УЗИ аппарата. Функциональность и стоимость УЗИ аппарата зависит от набора датчиков. Поэтому прежде, чем приобретать тот или иной датчик, нужно точно определить область использования. При выборе датчика следует учитывать глубину и характер положения органов. В этой статье мы решили рассмотреть основные виды и предназначения узи датчиков.

Если Вам необходимо приобрести датчик для УЗИ аппарата или восстановить используемый, мы с удовольствием проконсультируем и найдем лучший для Вас вариант!

Есть 3 вида ультразвукового сканирования - линейное, конвексное и секторное. Датчики узи имеют созвучные названия: линейные, конвексные и секторные.

Линейный датчик

Частота датчика 5-15 МГЦ, глубина сканирования до 10 см. Благодаря высокой частоте сигнала изображение выводится с высоким разрешением. При помощи такого датчика сложно обеспечить равномерное прилегание к исследуемому органу, что приводит к искажению изображения по краям. Линейные датчики идеально подходят для исследований органов, расположенных поверхностно, мышц, сосудов и небольших суставов.

Конвексный датчик

Частота 2-7,5, глубина до 25 см. Ширина изображение на несколько сантиметров больше размера самого датчиков. Обязательно нужно учитывать эту особенность при определении точных анатомических ориентиров. Датчики такого типа используют для сканирования глубоко расположенных органов, таких как: тазобедренные суставы, мочеполовая система, брюшная полость. В зависимости от комплекции пациента устанавливается нужная частота.

Микроконвексный датчик

Это разновидность конвексного датчика, который используется в педиатрии. При помощи этого датчика проводятся те же исследования, что и конвексным датчиком.

Секторный датчик

Рабочая частота 1,5-5 МГц. Применяется в ситуациях, требующих получить большой обзор на глубине с небольшого участка. Используются для исследований межреберных промежутков и сердца.

Секторные фазированные датчики

Применяются в кардиологии. Благодаря секторной фазированной решетке возможно изменение угла луча в плоскости сканирования, что позволяет заглянуть за родничок, за ребра или за глаза(для исследования мозга). Датчик может работать в режиме постоянно-волнового или непрерывно-волнового доплера, т.к. он имеет возможность независимого приема и излучения различных частей решетки.

Внутриполостные датчики

К этим датчикам относятся вагинальные (кривизна 10-14 мм), ректальные, ректально-вагинальные (кривизна 8-10 мм), такой тип датчиков испоьзуется в области акушерства, гинекологии, урологии.

Биплановые датчики

Состоят из объединенных излучателей - конвекс+линейный или конвекс+конвекс. При помощи данных датчиков изображение можно получить как в продольном, так и в поперечном срезе. Кроме би-плановых, существуют трех-плановые датчики с единовременным выводом изображения со всех излучателей.

3D/4D объемные датчики

Механические датчики с кольцевым вращением или угловым качанием. Дают возможность проводить посрезовое сканирование органов, далее данные преобразуются сканером в трехмерную картинку. 4D - это трехмерное изображение в режиме реального времени. Дает возможность просмотра всех срезовых изображений.

Матричные датчики

Датчики с двумерной решеткой. Подразделяются на:

1.5D (полуторомерные). Сумма элементов по ширине решетки меньше, чем по длине. Это дает максимальное разрешение по толщине.
2D (двумерные). Решетка представляет собой прямоугольник с большим числом элементов по длине и ширине. Позволяют получать 4D изображение и в это же время выводить на экран несколько проекций и срезов.

Карандашные датчики

Принципы работы
Режимы работы
Применения
Правила установки
Зоны обнаружения

Описание ультразвуковых датчиков Microsonic

Ультразвуковые датчики излучают короткие высокочастотные звуковые импульсы определенного интервала. Они распространяются в воздухе со скоростью звука. При встрече с объектом, звуковая волна отражается от него обратно в качестве эха. Датчик воспринимает этот сигнал и рассчитывает расстояние до объекта, основываясь на временном промежутке между измерением сигнала и получением эха сигнала.

Ультразвуковые датчики идеально подавляют фоновые шумы, так как расстояние до объекта определяется с помощью измерения времени полета звуковой волны, а не её интенсивности. Практически все материалы, отражающие звук, могут использоваться в качестве объектов обнаружения, независимо от их цвета. Даже прозрачные материалы и тонкие пленки не представляют проблемы для ультразвуковых датчиков. Ультразвуковые датчики Microsonic могут определять цели на расстоянии от 30 мм до 8 м, при этом производя измерения с очень высокой точностью. Некоторые модели датчиков способны выполнять измерения с точностью до 0,18 мм. Ультразвуковые датчики могут видеть через запыленный воздух, туман или частицы тонера. Даже небольшой налет на мембране сенсора не влияет на его работу. Слепая зона датчика составляет всего 20 мм, а плотность излучаемого потока очень мала, что делает возможным использование датчиков в совершенно новых применениях. Датчики измеряют уровень заполнения небольших бутылок на конвейере, и даже могут определить наличие тонких нитей.

Общее описание ультразвуковых датчиков с аналоговым и дискретным выходом.

Ультразвуковой датчик представляет собой устройство, состоящее из ультразвукового излучателя, электронной части и на противоположной стороне - выходной разъем или кабель. Датчик формирует аналоговый сигнал, пропорциональный расстоянию до объекта или дискретный сигнал, который изменяется при достижении объектом заранее установленного расстояния.

На электронной части находится пьезоэлемент, который излучает ультразвук в режиме генерации и преобразует принятые колебания в электрический ток в режиме приема. Внутри датчика расположены схемы управления и преобразователи. Электронная схема измеряет время прохождения УЗ в среде и преобразует его в аналоговый или цифровой выходной сигнал.

Различают следующие типы датчиков:

устройства, работающие на принципе отражения сигнала от объекта;
устройства, обнаруживающие объект, находящиеся между приемником и передатчиком.

Точность измерения зависит от следующих факторов:

температура окружающей среды (в связи с этим введена температурная компенсация);
влажность воздуха, в котором распространяется ультразвук;
давление среды.

Так как основную информацию о расстоянии до объекта дает отраженный сигнал, характеристика поверхности наряду с углом падения звуковой волны значительно влияет на работу УЗ-датчиков. Лучше всего датчики работают с хорошо отражающими поверхностями: стеклом, жидкостями, гладким металлом, деревом, пластиком. Для устойчивой работы датчика рекомендуется, чтобы поверхности с грубым рельефом располагались в положении, близком к перпендикулярному направлению луча.
Для гладких поверхностей, допустимо отклонение от перпендикулярного направления УЗ луча не более, чем на 3 градуса.

В месте установки датчиков следует избегать завихрений воздушных потоков, а также учитывать факт взаимного влияния датчиков при их близком расположении друг к другу. Здесь можно опираться на данные таблицы, приведенной в разделе «Правила установки».

Примеры использования

	Ультразвуковые датчики определяют расстояние до поверхности практически любой жидкости.			Ультразвуковые датчики отлично подходят для работы с прозрачными объектами.
	Ультразвуковые датчики могут применяться для измерения уровня краски.			Датчики определяют практически все ткани.
	Белое на белом, черное на черном? Ультразвуковые датчики определяют объекты независимо от фона, на котором они находятся.			Опилки, щебёнка или мелкий песок В измерении уровня таких материалов ультразвуковые датчики не имеют конкурентов.

Режимы работы ультразвуковых датчиков Microsonic

Режим датчика наличия объекта Ультразвуковой датчик в данном режиме работает, как классический датчик приближения (емкостной, оптический и т.д.). Датчик срабатывает при приближении объекта к датчику на расстояние меньшее или равное задаваемому расстоянию срабатывания. Этот режим используется для подсчета количества или определения присутствия объекта.		Режим «окна» В данном режиме датчик срабатывает только когда объект находится в определенной зоне, задаваемой двумя значениями – минимальным и максимальным. Этот режим может использоваться для контроля размеров изделий или контроля положения объектов в различных системах управления.


В данном режиме, в отличие от режима окна, датчик игнорирует звуковые волны, отраженные от объектов, расположенных ближе задаваемой дистанции срабатывания. Это позволяет игнорировать небольшие объекты, расположенные на переднем плане перед зоной срабатывания (например – горлышко бутылки при контроле уровня наполнения продукта в стекло- или пэт-тару). В данном случае датчик работает как датчик расстояния.		Для работы в этом режиме необходимо наличие отражателя. В качестве отражателя может использоваться любой хорошо отражающий звук объект (например, металлическая пластина). Данный режим применяется для работы с объектами, плохо отражающими звук либо объектами со сложной геометрией (когда отраженные звуковые волны не попадают на поверхность сенсора). В данном случае датчик работает как датчик расстояния.


В данном режиме датчик выдает сигнал 4…20 мА или 0…10 В, пропорционально расстоянию до объекта. Датчику можно задать пределы рабочего диапазона, а также тип сигнала – прямо- или обратно-пропорциональный расстоянию. Независимо от рабочего диапазона и типа датчика, разрешение всегда составляет 0,025…0,36 мм. В данном случае датчик работает как датчик расстояния.		Некоторые серии датчиков microsonic могут использоваться для контроля 2-х и более листов, случайно сомкнувшихся вместе. Эта система может использоваться для определения бумаги, пленок, картона или фольги. Датчик определяет наличие сдвоенных листов или отсутствие листов вообще. В данном случае датчик работает как датчик положения или датчик приближения.


УЗ датчик с цифровым выходом (IO-Link) Выполняет непрерывную коммуникацию на всех уровнях системной архитектуры, от датчика до верхнего предела рабочего диапазона. Измеренное расстояние передается на контроллер в виде последовательности бит.		Работает по тому же принципу, как и датчик контроля двойного листа. Так как внутреннее прилипание наклеек к подложке представляет собой соединение без слоя воздуха между ними, датчики наклейки необходимо откалибровать на подложку и на сами наклейки.


Разработан в форме вилки и также работает в качестве одностороннего барьера. Используется для управления движением по траектории и выдаёт аналоговый сигнал 0…10 В или 4…20 мА, пропорциональный ориентации края траектории.

Области применения

	Благодаря компактным размерам датчики pico с резьбой M18 идеальны для позиционирования механической руки промышленных роботов.			Контроллер wms-4/4I с четырьмя аналоговыми выходами 4…20 мА идеально подходит для контроля диаметра плёнки на экструдере.

	Ультразвуковые датчики определяют с высокой точностью высоту укладки досок, стекол, листов бумаги, пластиковых панелей.			При сканировании стекол или других гладких, плоских поверхностей, необходимо, чтобы ультразвуковой датчик был расположен перпендикулярно поверхности.
	Контроль этикетки
	Датчики серии hps+ способны выполнять измерения уровня в среде под давлением до 6 бар, благодаря устойчивой к давлению головки датчика. Благодаря резьбе на корпусе датчика, он подходит для стандартных применений.			Контроль края УЗ датчики края серии bks выполнены в виде вилки и работают по принципу одностороннего барьера. Датчики применяются для контроля края и имеют аналоговый выходной сигнал 0…10 В или 4…20 мА пропорциональный ориентации края.
	Определение стыка Датчик серии esp-4 служит для определения стыков и этикеток. Он доступен в двух исполненниях корпуса M18 и M12 с внешним приёмником.			Контроль контуров С помощью нескольких синхронизированных между собой датчиков можно определять контуры объектов на конвейерной ленте. Датчики серии mic+ и pico+ имеют встроенную функцию синхронизации и подходят для этой задачи.
	Если определяемый объект поглощает ультразвуковые волны или отклоняет их из-за своей формы или положения в лотке, то предпочтительнее использовать датчик в режиме двухстороннего или отражающего барьера. В этой ситуации дополнительный отражатель помещается за объектом. Ультразвуковой датчик с дискретным выходом, работающий в режиме окна, выдаёт сигнал, как только объект закрывает отражатель.			Серия датчиков trans-o-prox представляет бесконтактную защиту автоматизированных управляемых транспортных средств (AGVs) по направлению движения. Со стороны движения промышленного транспорта можно установить до четырех ультразвуковых датчиков. С помощью настройки диапазонов сигнализации и торможения, транспорт можно мягко останавливать перед препятствием без специального контактного механизма торможения на бампере.
	Для этих целей используются датчики с дискретным выходом, например, серии mic+ , диапазон зависит от размера коробки или контейнера. Датчики mic+25/D/TC , mic+35/D/TC и mic+130/D/TC подходят для определения объектов в маленьких коробках. Датчики mic+340/D/TC или mic+600/D/TC предназначены для работы с более крупными контейнерами. В случае использования нескольких датчиков для сканирования коробки рекомендуется использовать дополнительно wms-контроллер.			Ультразвуковые датчики способны определять два или более листа, прилипших друг к другу. Датчики серии dbk-4 идеально подходят для применения в областях, где используется бумага, например, в печатных машинах, принтерах, фотокопировальных устройствах или листоподборочных машинах. Для более плотных материалов, таких как пластмассовые листы или грубый гофрированный картон, используйте серию dbk-5.

Основные параметры

Различные режимы работы и конфигурации устройства позволяют использовать ультразвуковые датчики в различных автоматизированных применениях.

Слепая зона . Определяет минимальное расстояние обнаружения. В слепой зоне нельзя располагать объекты или отражатели, так как это приведет к неправильным измерениям.

Диапазон обнаружения . Представляет собой максимальное расстояние обнаружения в условиях идеального отражения.

Это типичная рабочая область датчика. Датчик может также работать на дистанциях вплоть до максимального диапазона в случае хорошего отражения.

Правила установки и работы с датчиками

Ультразвуковые датчики могут работать в любом положении. Однако, следует избегать положений, при которых происходит сильное загрязнение поверхности сенсора. Капли воды и различные осадки на поверхности датчика могут влиять на работу, но небольшой слой пыли или краски не оказывают влияния на работу. Для сканирования объектов с плоской и гладкой поверхностью следует устанавливать датчики под углом 90 ±3°. С другой стороны, неровные поверхности могут охватываться под большими углами. В понятии ультразвуковых датчиков, поверхность считается грубой, когда глубина её шероховатостей больше либо равна длине ультразвуковой волны. Звук затем отражается в рассеянной форме, что приводит к сокращению рабочего диапазона. В случае с грубыми поверхностями максимально допустимое отклонение угла и максимально возможный диапазон определения должен определяться опытным путем. Звукопоглощающие материалы, такие как вата или мягкие пенки также уменьшают рабочий диапазон. С другой стороны, жидкие твердые материалы являются очень хорошими отражателями звука.

Монтажное положение и синхронизация . Два или более установленных рядом датчика могут оказывать влияние друг на друга. Во избежание этого датчики необходимо устанавливать на достаточно большом расстоянии или синхронизировать их между собой. В следующей таблице представлены минимальные монтажные расстояния между не синхронизированными датчиками.

Монтажные расстояния должны рассматриваться, как стандартные значения. При расположении объектов под углом звук может отражаться на соседний датчик. В этом случае минимальные монтажные расстояния следует определять опытным путем.

Некоторые датчики могут синхронизироваться друг с другом, что позволяет использовать меньшие монтажные расстояния, чем указанные в таблице. Если ультразвуковые датчики установлены на расстоянии меньшем, чем указаны в таблице, их следует синхронизировать друг с другом, что позволит им выполнять измерения в одно и то же время.

Большинство датчиков microsonic имеют встроенную синхронизацию, которая активируется подключением контакта Pin 5 на коннекторе. Другим датчикам требуется внешний сигнал синхронизации.

Перенаправление звука . Звуковую волну можно перенаправить без существенных потерь с помощью звукоотражающей, гладкой поверхности. С помощью дополнительного оборудования можно отклонить звук на 90°. Это можно использовать в особых применениях.

Точность . Абсолютная точность – это несоответствие реального расстояния между датчиком и объектом и измеренным датчиком расстоянием. Точность зависит от отражающих свойств объекта и физических явлений, воздействующих на скорость звука в воздухе. Объекты с низкими отражающими свойствами или с неровностями поверхности, превышающими длину ультразвуковой волны, имеют негативное влияние на точность. Это невозможно определить точно, но как правило, принимается погрешность нескольких длин волны используемой сверхзвуковой частоты.

Температура воздуха . Самое большое влияние на скорость звука и на точность оказывает температура воздуха (0,17%/K), поэтому большинство ультразвуковых датчиков microsonic имеют температурную компенсацию. Еще лучше осуществить сравнительное измерение по конкретному расстоянию, чтобы определить влияние температуры. Например, датчики серии pico специально разработаны для таких сравнительных измерений. Точность датчиков с термокомпенсацией доходит до ±1%.

Атмосферное давление . Скорость звука по широкому диапазону не зависит от давления воздуха. Компания microsonic разработала специальные датчики для измерения расстояния в условиях избыточного давления до 6 бар.

Относительная влажность . В отличие от температуры относительная влажность воздуха практически не оказывает влияния на точность измерений.

Стабильность позиционирования R . Стабильность позиционирования, или воспроизводимость, описывает отклонение измеренного расстояния при одинаковых условиях за конкретный период. Стабильность позиционирования датчиков microsonic составляет менее ±0,15%.

Метод определения зоны обнаружения ультразвуковых датчиков Microsonic

Наиболее важным критерием при выборе ультразвукового датчика является его дальность обнаружения и связанная трехмерная зона обнаружения . При ультразвуковом измерении, различные стандартные отражатели вводят извне в зону обнаружения датчика на расстоянии, на котором эти отражатели начинают определяться датчиком. Объекты могут быть введены в зону обнаружения с любого направления.

Красные области определяют размеры тонкого круглого стержня (10 или 27 мм., в зависимости от типа датчика), характеризующий рабочий диапазон датчика.

Для определения голубых областей: пластина (500×500 мм) устанавливается на пути распространения луча ультразвука. При этом применяется оптимальный угол между пластиной и датчиком. Таким образом, это указывает на максимальную зону обнаружения датчика. За пределами синей области, объект уже невозможно обнаружить.

Отражатель с отражающими свойствами хуже, чем у круглого стержня, может определяться в зоне меньше, чем красная область. В свою очередь, отражатель с лучшими свойствами будет определяться в области между красной и голубой областями. Слепая зона датчика определяет его наименьший допустимый диапазон обнаружения. Объекты или отражатели нельзя располагать в слепой зоне, поскольку это приведет к неверным измерениям.

Рабочие диапазоны приведены на диаграмме. В этих диапазонах, датчик будет гарантированно определять наличие обычных отражателей. Также, на диаграмме приведены области обнаружения датчиком отражателей с хорошими отражающими свойствами. Максимальная дальность обнаружения всегда больше, чем рабочий диапазон. Диаграммы составлены для 20 °C, относительной влажности 50% и атмосферном давлении. Конкретные зоны обнаружения зависят от типа датчика, и их можно посмотреть, пройдя в раздел соответствующего датчика, во вкладку "Зоны обнаружения".

Эти символы в технических параметрах определяют
рабочий диапазон ультразвуковых датчиков Microsonic

Затухания звука в воздухе зависят от температуры и давления воздуха, а также его относительной влажности. Физические параметры связаны и оказывают различный эффект на разных частотах ультразвука. Для простоты можно сказать, что затухание в воздухе увеличивается с повышением температуры и повышением влажности. Это уменьшает рабочий диапазон датчика.

При более низкой относительной влажности и пониженной температуре, затухание в воздухе уменьшается и рабочая зона соответственно увеличивается.

Уменьшение рабочего диапазона в основном компенсируется за счет настроек датчика. И при температуре ниже 0 °C, некоторые датчики могут работать на расстояниях, вдвое превышающим приведенные здесь.

При повышении давления, затухание в воздухе значительно уменьшается. Этот аспект должен учитываться при применении датчика в среде с повышенным давлением. Распространение звука невозможно в вакууме.