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Conoscenza dei sensori a ultrasuoni (Parte 2): influenze sul fascio acustico

Ultrasonic sensor sound beam
Grazie al software ULTRA-PROG-IR e alla programmazione specifica di zone cieche, è possibile sopprimere anche oggetti di disturbo, senza modificare il fascio; l'oggetto non può più essere rilevato in questa zona cieca.

Il rilevamento affidabile di oggetti da parte di un sensore a ultrasuoni è in gran parte determinato dalla corretta configurazione del fascio acustico, chiamato anche curva di risposta; tale curva mostra la distanza alla quale è possibile garantire il rilevamento affidabile di un oggetto specifico.

La curva di risposta dipende dalle caratteristiche riflettenti dell'oggetto: oggetti con un'ampia superficie ed un orientamento ottimo sono più facili da riconoscere rispetto a quelli piccoli e tondi o con scarse proprietà riflettenti. Pepperl+Fuchs riconosce l'importanza di quest’aspetto e provvede a fornire le schede tecniche dei suoi sensori a ultrasuoni con schemi di fascio acustico , ad esempio una piastra dalle dimensioni standard di 100 x 100 mm o un'asta di 25 mm. L'ampiezza del fascio può essere regolata su numerosi modelli focalizzando il sensore a ultrasuoni su un oggetto ben preciso.

Forma e superficie dell'oggetto

Una delle caratteristiche salienti dei sensori a ultrasuoni, è la loro capacità a riconoscere la maggior parte delle tipologie di materiali e superfici (grezze, lisce, lucide, trasparenti, sporche, bagnate, asciutte). I sensori a ultrasuoni sono immuni al tipo di colore e sono in grado di rilevare oggetti di forma (solida, tonda...) e sostanza (liquida o polveri) diverse. Si tratta, quindi, di sensori di elevata qualità che garantiscono risultati di precisione.

Il riflesso migliore si ottiene con superfici piane, lisce e posizionate ad un angolo retto rispetto alle superfici dei sensori; se l'angolo non dovesse essere di 90° rispetto alla superficie dell'oggetto, il fascio riflesso potrebbe essere deviato lontano dal trasduttore e di conseguenza non essere rilevabile. Grandi scostamenti dall'angolo si verificano in presenza di superfici grezze o disomogenee. L'ampiezza del segnale riflesso a ultrasuoni deve essere sufficientemente elevata in modo da consentire una misurazione affidabile. In egual misura, elevati livelli di polvere e umidità riducono l'energia acustica e possono diminuire l'intervallo massimo del sensore a ultrasuoni.


Temperatura e umidità

L'intervallo dei segnali a ultrasuoni è altresì influenzato dall'umidità e dalla temperatura dell'aria ; in linea di massima, l'intervallo di rilevamento diminuisce con l'incremento della temperatura e dell'umidità. Tale riduzione non è lineare e varia da sensore a sensore.


Polvere, pioggia e neve

Polveri, pioggia o neve riducono l'energia acustica e il fascio e possono diminuire l'intervallo massimo dei sensori a ultrasuoni. Polveri leggere e depositi di sporcizia sulla superficie del trasduttore non influiscono sulla misurazione. L'accumulo di acqua, neve e ghiaccio deve essere prevenuto mediante un'installazione adeguata, ad esempio, di alloggiamenti protettivi.

Modifica del fascio acustico tramite software

I sensori a ultrasuoni, tramite software o funzione di Teach-in, sono in grado di regolare il fascio acustico, permettendo di personalizzare la soglia di rilevamento in base all'oggetto rilevato. I sensori a ultrasuoni di Pepperl+Fuchs sono programmati con il software ULTRA3000, SONPROG, PACTware (IO-LINK) oppure ULTRA-PROG-IR.

Consentono il controllo preciso e la regolazione indipendente dell'ampiezza complessiva del fascio acustico; ciò significa che il fascio può essere ridotto sia in lunghezza (fascio acustico assiale) che in ampiezza (fascio acustico laterale). Ciò consente la soppressione di oggetti riflettenti o irregolari all'interno dell'intervallo di rilevamento. La riduzione della dimensione del fascio acustico permette la soppressione di oggetti o attrezzi su macchine o serbatoi.


Finalmente disponibile: Guida alla tecnologia dei sensori ad ultrasuoni