Ứng dụng của cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm được sử dụng khá rộng rãi trong đời sống hiện nay từ các ứng dụng hàng ngày đến các ứng dụng trong công nghiệp. Đơn giản nhất mà bạn có thể thấy chính là khi đi khám bệnh, người ta kêu bạn “đi siêu âm”. Thì đó chính là ứng dụng của cảm biến siêu âm. Vậy thì cảm biến siêu âm là gì? Ứng dụng của cảm biến siêu âm ra sao?

Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết sau!

1. Cảm biến siêu âm là gì?

Siêu âm là một loại âm thanh mà vượt qua khỏi giới hạn nghe của tai người. Thông thường tai người có thể nghe được tần số trong giới hạn 20.000 Hz trở xuống. Còn siêu âm thì thường có tần số từ 20.000Hz trở lên.

Ngoài siêu âm thì ta còn có 1 khái niệm khác là hạ âm. Hạ âm là loại âm thanh có tần số rất thấp, chỉ vào khoảng dưới 20 Hz.
Vậy thì cảm biến siêu âm chính là 1 loại cảm biến hoạt động dựa trên sóng siêu âm.

Các sóng siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường khác nhau như: không khí, chất lỏng, chất rắn… Trong cùng một môi trường lan truyền như nhau thì tần số cao hơn thì bước sóng sẽ ngắn hơn bước sóng của âm thanh. Chính vì bước sóng ngắn đó, độ phân giải sóng siêu âm tiếp xúc vật thể đủ để đạt độ chính xác cao tới vài milimet.
Do đó, siêu âm được sử dụng rộng rãi trong y khoa hoặc đo khoảng cách các loại chất lỏng, làm sạch bằng sóng siêu âm, máy hàn siêu âm, chèn vật liệu bằng sóng siêu âm…

1.1 Cảm biến siêu âm công nghiệp

Đối với các loại cảm biến siêu âm dùng trong công nghiệp, nó thường được dùng để kiểm tra khoảng cách chất lỏng, dùng trong các máy hàn siêu âm, kiểm tra phát hiện dị tật của sản phẩm,…

Hình 1: Cảm biến siêu âm dùng trong công nghiệp

1.2 Cảm biến siêu âm trong đời sống hàng ngày

Đơn giản nhất và thường thấy nhất là khi người mẹ có em bé, bác sĩ sẽ yêu cầu chúng ta “đi siêu âm”. Đó chính là ứng dụng của cảm biến siêu âm trong đời sống.

Ngoài ra thì cảm biến siêu âm còn có một số ứng dụng khác: cảm biến siêu âm dùng để phát hiện có người trong phòng, cảm biến siêu âm dùng để định vị xe ô tô.

Hình 2: Ứng dụng của cảm biến siêu âm trong đời sống

2. Ứng dụng của cảm biến siêu âm

Với sự đa dạng trong công nghiệp với muôn vàn yêu cầu về giám sát, đo lường, điều khiển cần tới công nghệ đo mức bằng sóng siêu âm. Có hai ứng dụng lớn đối với cảm biến siêu âm.

2.1 Cảm biến siêu âm dùng để cảnh báo

Việc cảnh báo một hệ thống hay một dây chuyền đang có nguy cơ hoặc đang bị sự cố góp phần quan trọng vào việc giảm thiểu thiệt hại cho các nhà máy. Việc cảnh báo chính xác hay không tuỳ thuộc vào công nghệ và con người.

Hình 3: Cảm biến siêu âm cảnh báo Label bị đứt

Hình 4: Cảm biến siêu âm dùng để phát hiện dị tật sản phẩm

Hình 5: Ứng dụng cảm biến siêu âm phát hiện kích thước hộp

Hình 6: Cảm biến siêu âm phát hiện hai mặt giấy

Hình 7: Cảm biến siêu âm phát hiện người

Hình 8: Loại cảm biến siêu âm phát hiện hết label

Hình 9. Cảm biến siêu âm phát hiện bị nứt gãy

Hình 10: Ứng dụng cảm biến siêu âm để phát hiện đứt label

Hình 11. Cảm biến siêu âm phát hiện bị ngã đổ

Tất cả các dạng cảm biến siêu âm dùng để cảnh báo đều cho ngõ ra dạng PNP hoặc NPN. Ở trạng thái bình thường thì cảm biến luôn OFF, khi có sự thay đổi của vật cản thì tín hiệu có trạng thái ON để cảnh báo. Chúng ta cũng có thể điều chỉnh ngược lại nếu muốn trên bản thân thiết bị.

Khoảng cách phát hiện của cảm biến siêu âm dùng để cảnh báo từ vài milimet cho tới vài mét tuỳ theo chức năng & yêu cầu kỹ thuật của từng ứng dụng khác nhau. Chúng ta có thể linh động lựa chọn nhiều loại khác nhau để đáp ứng nhu cầu giám sát của nhà máy.

2.2. Cảm biến siêu âm dùng để giám sát liên tục

Hình 12: Cảm biến siêu âm giám sát mức trong ống nghiệm

Hình 13: Ứng dụng Cảm biến siêu âm giám sát mức nhiên liệu

Cảm biến siêu âm đo liên tục cho ra tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V được đưa về PLC để đóng ngắt bơm hoặc điều khiển biến tần để ổn định mức nước trong các tank chứa. Độ chính xác của cảm biến siêu âm phụ thuộc rất nhiều vào người lắp đặt và cài đặt bởi khoảng cách càng lớn thì sai số càng lớn.

Chính vì điều này mà chúng ta phải biết rõ được khoảng cách cần đo để điều chỉnh trên cảm biến chính xác nhất. Độ chính xác của cảm biến siêu âm tới từng milimet nó phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và cách cài đặt của người lắp đặt.

Nếu bạn muốn tìm hiểu về Tự động hóa trong nhà máy và cảm biến siêu âm, hãy liên hệ với chúng tôi. Với phương châm làm việc chuyên nghiệp, tận tâm Bảo An Automation luôn cam kết mang tới cho khách hàng sản phẩm với chất lượng tốt, giá thành hợp lý và thời gian cấp hàng nhanh.

8.787 18/09/2020