초음파 센서

개요

초음파 센서에서 주파수 영역에 관련 빛의 영역에서 초음파(ultrasound)는 인간의 귀로 들을 수 없는 높은 주파 수를 갖는 음파입니다. 인간이 들을 수 있는 가청음역의 주파 수는 20-20,000Hz (20kHz) 사이이며 그 이상을 초음파 영역이라고 합니다. 일반적으로 공기 중이나 물속등에서 물체를 두드리면 소리가 발생합니다. 이는 물체의 재질과 형태에 따라 소리의 특성이 다르게 출력하는데 이러한 것은 주파수의 영역입니다. 따라서 주파수와 음향의 특성을 가질 수 있는 진동자를 설계하여 사용이 가능한데 이러한 진동자는 트랜스 듀서라고도 합니다. 이러한 진동자에서 발생되는 파동은 공기 입자의 이동을 연쇄적으로 일으키게 됩니다. 이러한 파동은 소밀 파라고도 합니다. 초음파의 발생은 초음파 발생기를 통하여 출력하며 초음파기기는 의료기기 외에 산업용 기기에서도 널리 사용되는 기술입니다. 따라서 초음파 센서의 기본 원리는 진공상태에서는 사용할 수 없으며 초음파를 전달할 수 있는 공기 중의 매질이 있어야 하며 공기 중의 온도와 밀도등의 경우 초음파 센서의 검출 방식과 거리에 영향을 줄 수 있는 요소라 할 수 있습니다.

초음파 센서

초음파 센서의 장점으로는 검출 물체에서 적외선 센서와 다르게 색상이 측정 정확도에 영향을 미치지 않습니다 검출하는 물체의 색상의 파장에 의하여 검출거리는 짧아지거나 길어지는 것이 적외선 센서입니다. 따라서 검출 물체가 페트병이나 유리 같은 투명재질을 센서로 검출하여야 할 경우에 적외선센서의 경우 편광필터 방식등으로 사용해야 하지만 초음파 센서는 검출 물체의 색상에 따라서 센서의 성능에 영향을 미치지 않습니다.초음파 센서의 경우 검출 물체의 색상이나 모양 재질등에 영향을 받지 않고 검출할 수 있습니다. 다만 공기 중의 온도에는 영향을 받습니다. 그리고 초음파의 특성은 액체에 영향을 받지 않아 레벨을 측정하는 초음파 레벨 센서로도 사용 가능 합니다. 설치방식에 따라서 초음파센서를 이용하며 레벨을 측정하고 아날로그 출력이나 디지털 출력을 할 수 있어 레벨 센서로도 많이 사용합니다. 초음파 센서의 단점은 센서의 설치환경에 따라 초음파의 주파수 23kHz ~ 40kHz 사이의 주파수에 영향을 가져올 수가 있습니다. 이러한 환경은 오동작 원인이 될 수 있습니다. 또한 진공 상태에서는 사용 불가능 절단 할 수 있는 매개체가 존재하지 않아서 초음파 센서를 사용할 수 없습니다. 또한 초음파는 온도와 습도에 영향을 받을 수 있습니다. 제조 업체의 사용 환경 조건에 맞는 센서를 사용합니다.

USA 초음파 센서

설명

초음파 센서 거리측정 공식은 d=tc d = 거리(단위=M) t = 송신부터 수신까지의 시간(초) c = 음속도 , 마하(=343M/SEC)입니다. d 값은 음파가 양방향으로 이동한 거리를 측정한 값입니다. 한 방향으로 이동하는 시간을 계산하려면 0.5를 곱해야 하며, 이는 궁극적으로 물체까지의 거리와 같습니다.제품으로TAKEX.SEEKA장거리 측정에 대응하고 있으며 2024년도에서는 국내 오토닉스에서도 최대 8M 검출거리를 가지고 있는 초음파 센서를 출시 판매 하고 있습니다. 초음파 센서에서 티칭기 외에 BANNER.P&F.SICK.DATA LOGIC.OMRON 등이 있습니다.

초음파 센서

USA-시리즈 초음파 센서 특징으로탑재에 따른 간단한 조작 및 고정도 측정을 실현 센서측면에 온도센서를 내장하여 안정된 측정이 가능상호간섭방지기능 탑재하였습니다.분해능은 고분해능타입 초음파 센서로 12Bit D/A convertor(컨버터) 내장하였습니다. 품번에 따라서  USA-S1AN 검출거리 (0.1~1M)의 검출거리와. USA-S3AN 검출거리 (0.4~3M) 검출거리 타입 등이 있습니다. 12BIT D/A convertor 내장되어 있으며 웨이브가이드, 웨이브리 플레타출력은 검출거리에 따른 검출 값을 전류의 증감으로 출력하는 아날로그출력 4~20mA 출력이 있습니다. 제품의 지속 여부는 제조사에 문의하여야 합니다. 현재 이 제품에 대한 대치 제품으로는 2024년도 오토닉스 초음파 센서가 있으며 내용은 첨부한 링크자료에서 확인할 수 있습니다.

USA 초음파 센서.pdf

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