Serviceline
Serviceline Industrial Sensors
Serviceline Explosion Protection

초음파 센서 지식 (5부): 간단한 설치 및 조립

초음파 센서 클리닝

PCB 검출 용 초음파 센서
초음파 센서가 이 어플리케이션에서PCB를 검출하고 있다. 초음파 센서 설치 및 조립할 때 주의해야 할 사항은?

초음파 센서를 모든 위치에 설치 및 작동시킬 수 있으며, 이들 센서는 대부분 환경 조건 영향을 받지 않습니다. 하지만 이상적인 측정 결과를 달성하기 위하여, 초음파 센서 설치 시 주의해야 할 사항 몇가지가 있습니다. 예를 들면, 초음파 센서 클리닝 작업할 때, 센서 표면(디커플링 층) 및 트랜스듀서 주변에 싸인 발포 고무에 손상이 없도록 보장해야 합니다. 디커플링 층 위의 물방울이나 굳어진 물체는 초음파 센서의 성능을 약화시킵니다. 주의: 미세한 먼지 누적은 영향이 없습니다.

작동 방향

물체가 어느 방향에서 사운드 빔 범위에 진입하든 감지 됩니다. 초음파 센서 데이타 시트에 명시 된 감지 범위 및 응답 곡선에 따라 정확하게 예상되는 감지 포인트를 설정할 수 있습니다.


물체 표면 특징

초음파 센서는 고체, 액체 및 분말을 감지 할 수 있습니다. 물체의 표면 특징이 센서의 에코 분석에 아주 중요 합니다. 음파 빔과 수직 된 평탄하고 매끄러운 표면이 이상적인 음파 반사를 만듭니다. 신뢰성 감지를 확보하기 위하여, 피 측정 물체와 음파 빔의 각도 편차를3° 이내로 제어해야 합니다.

투명도, 색상 또는 표면 처리(광택 또는 무광)를 비롯한 재료 특징은 감지 신뢰성에 영향이 없습니다. 거친 표면은 음파 에너지를 다방향으로 반사하는데, 이는 전체 감지 범위를 줄입니다. 반대로, 거치 표면은 음파 신호의 뚜렷한 확산 반사를 보이므로 보다 큰 각도 편차를 허용 합니다.

이러한 특성을 이용하여 필링 레벨 또는 입자가 큰 물질을 감지할 수 있는데, 각도 편차가 최대 45°(감지 범위 단축)까지 허용 됩니다.

아래 물체들은 특히 잘 감지 됩니다:

  • 음파 빔과 수직으로 정렬 된 모든 매끄로운 고체
  • 표면 조도로 확산 반사를 이르키고, 랜덤으로 정렬 된 모든 고체
  • 음파 축과 3° 이하의 각도를 이룬 액체 표면

아래 물체들은 부실하게 감지 됩니다:

  • 펠트, 면직물, 거친 직물 또는 거품 등 초음파 신호를 흡수하는 물체
  • 표면 온도가 100° C 또는 그 이상인 물체

이러한 경우, 투수광 타입의 센서를 적용하여 감지할 수 있습니다.


사운드 빔 및 간격


초음파 센서의 응답 곡선을 사운드 빔이라고 합니다. 초음파 센서로 충분한 음파를 반사하는 물체가 사운드 빔 내에서 검출 됩니다. 응답 곡선은 물체의 반사 특성에 의해 결정 됩니다. 따라서 데이타 시트의 사운드 빔 곡선은 여러가지 표준 물체를 기준으로 하여 제공 합니다. 사운드 빔은 정밀하게 정의된 한계가 없으며 온도 또는 습도 등 환경 영향에 따라서 변할 수 있습니다.

만약 현장 어플리케이션에 원치 않는 음파 반사 물체가 있다면, 사운드 빔 주변에 반드시 간격을 보장해야 합니다. 이는 유일하게 의도하지 않은 반사에 의한 잘못된 스위칭을 회피하는 방법 입니다.

응답 곡선 2(25mm 라운드 바)는 작은, 둥근 또는 부실하게 음파를 반사하는 물체를 설치하는 경우에 적용할 수 있습니다. 이는 또한 초음파 센서의 빔 방향에 평행되게 설치 한 매끄로운 물체(컨테이너 내부 벽, 파이프)에 적용할 수 있습니다. 좋은 반사 특성을 가진 보다 큰 물체(엣지 간섭)은 적어도 응답 곡선 1(플랫 패널 100 mm x 100 mm) 정도의 간격을 제공해야 합니다.

만약 간격 유지가 어려우면, Pepperl+Fuchs의 초음파 센서 대부분이 사운드 빔 수정 옵션을 제공합니다. 이 절차는 Teach-in 버튼이나 프로그래밍 인터페이스에 연결하는 소프트웨어를 통하여 수행할 수 있습니다. 소프트웨어를 통하여 선택적으로 감지 범위내의 많은 간섭 물체를 억제(Fixed-target 억제)할 수 있습니다.


평행 설치 된 초음파 센서 사이의 최소 간격

동일한 감지 범위에서 동작하는 평행 설치 된 센서들의 상호간섭을 회피하기 위하여, 반드시 아래의 설명에 따라 센서 사이의 최소 거리를 준수해야 합니다. 아래 표에 표시 된 값은 가이드로 사용해야 합니다. 이는 상호 평행 정렬 된 빔 각도 및 음파 축과 감지면이 수직될 때 적용 됩니다. 실제로 필요한 간격(X)은 정렬 방식 및 감지면과 사운드 빔 사이의 각도에 의하여 결정 됩니다.



상대위치에 설치 된 초음파 센서사이의 최소 간격

아래 표에 표기된 간격은 상대 설치되었을 경우에 준수해야 합니다. 간섭이 발생할 경우, 간격(X)을 확대시키거나 필요한 경우에 동기화 또는 다중 처리 기능을 활성화 할수 있습니다. 동기화 된 초음파 센서와 비동기화 된 센서를 서로 맞은 편에 설치하면 안 됩니다.



사용 가능 자료: 초음파센서 테크놀러지 가이드