ЖУРНАЛ «СТА» №4/2003

57 СТА 4/2003 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Улучшение условий зондирования Для уверенного обнаружения объек- та должен быть обеспечен качествен- ный отражённый сигнал на приёмной мембране датчика, поэтому создание хороших условий отражения от объек- та существенно улучшает надёжность функционирования всей системы об- наружения. Идеальная поверхность объекта должна быть достаточно большой и плоской. На условия отражения, как уже говорилось, влияет наклон отра- жающей поверхности к оси звукового конуса (рис. 12). Допустимым считает- ся наклон не более чем на 3° к оси зву- кового конуса. Могут возникать проб- лемы при работе с круглыми объекта- ми и волнообразными поверхностями (например, поверхность жидкости при перемешивании). Гранулированные и сыпучие мате- риалы также можно обнаружить уль- тразвуковыми методами. Поверх- ность сыпучих материалов не должна иметь уклон более чем 45° к оси зву- кового конуса. Размер гранулы (зер- на) или шероховатость поверхности определяет величину диффузной со- ставляющей эхосигнала, которая может быть обнаружена датчиком. Тем не менее диффузная составляю- щая быстро слабеет при увеличении расстояния от датчика, что создаёт трудности для надёжного обнаруже- ния объекта. Для обеспечения необходимого на- клона отражающей поверхности к оси звукового конуса используют системы отклонения луча, которые строятся с помощью набора отражателей. На- правление ультразвукового луча мож- но легко изменить путём отражений от элементарных дефлекторов, выпол- ненных практически из любого мате- риала (рис. 13). Сечение зоны обнаружения факти- чески не изменяется, если дефлекторы имеют достаточные размеры и луч от- клоняется не более двух раз. Дефлек- торы требуют точной установки. Таким образом можно, например, помес- тить датчик в отдалении от агрессивных сред или обойти зону, занятую по- сторонними предметами. Поставляются стандартные отклоняющие угольники для цилинд- рических ультразвуковых датчиков, например UVW90K18, UVW90K30. Т ИПЫ ДАТЧИКОВ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА Датчики с аналоговым выходом Значение времени прохождения ультразвукового сигнала формируется в приёмном тракте датчика в виде ана- логового сигнала. Производителями предлагаются комбинированные дат- чики обнаружения, имеющие как пе- реключательный, так и аналоговый выход. У них есть возможность зада- ния границ измерительного окна вну- три диапазона обнаружения. Аналоговый выход в различных мо- делях датчиков может обеспечивать выходной токовый сигнал 4…20 мА или выходной уровень напряжения 0…10 В. Есть также датчики с возмож- ностью автоматического переключе- ния типа выхода (ток/напряжение) в зависимости от вида нагрузки. Границы измерительного окна в раз- личных моделях датчиков могут регу- лироваться: ● двумя потенциометрами; ● посредством кодирующих переклю- чателей; ● заданием параметров через интер- фейс. Датчики с цифровым интерфейсом Существуют датчики с цифровой обработкой сигнала, в которых предус- мотрен цифровой интерфейс с внеш- ним устройством обработки инфор- мации. Обычно ис- пользуется интер- фейс RS232. Нали- чие цифрового ин- терфейса делает возможным содер- жательный диалог между датчиком и управляющим устройством, что по- вышает гибкость применения датчи- ка и позволяет полнее использовать его возможности. Цифровой интерфейс обеспечивает ввод параметров, требуемых для обра- ботки сигнала. Параметрами могут быть, скажем, границы диапазона об- наружения, тип переключательного выхода (нормально закрытый или нормально открытый), режим зонди- рования (непрерывный или разовый), параметры среды (например, темпера- тура, измеренная в зоне обнаруже- ния). Посредством одного датчика можно проконтролировать наличие объекта в зоне обнаружения и определить рас- стояние до него. Датчики имеют также два дополнительных переключатель- ных выхода. Рис. 12. Влияние наклона поверхности на точность обнаружения объекта 3° 3° Рис. 13. Система с отклонением луча Применение дефлектора для определения движения объектов при невозможности вертикальной установки датчика Работа УЗ-датчиков с волокнистым материалом