用(yòng)于測量紙張卷徑的(de)超聲波傳感器

時(shí)間:2019-3-28 分(fēn)享到:

中國是世界造紙技術發源地,在上古時(shí)代,祖先主要依靠結繩紀事,以後漸漸發明(míng)了(le)文字,開始用(yòng)甲骨來(lái)作爲書(shū)寫材料.後來(lái)又發現和(hé)利用(yòng)竹片和(hé)木(mù)片(即簡牍)以及缣帛作爲書(shū)寫材料.但由于缣帛太昂貴竹木(mù)太笨重,于是便導緻了(le)紙的(de)發明(míng)。紙的(de)發明(míng)結束了(le)古代簡牍繁複的(de)曆史,大(dà)大(dà)地促進了(le)文化(huà)的(de)傳播與發展。

 

超聲波作爲一種間接、非接觸式、高(gāo)精度的(de)檢測卷徑方式,具有不易受光(guāng)、電磁波、粉塵等外界因素幹擾,對(duì)被檢測物(wù)無損害,以及聲波傳播速度在相當大(dà)範圍内與頻(pín)率無關等獨特優點,已廣泛應用(yòng)在紡織、印刷及包裝等工業領域。

 

超聲波測卷徑的(de)原理(lǐ)及方法

 

把超聲波傳感器安裝在卷紙機器上并指向目标,要确保傳感器離目标的(de)距離在傳感器的(de)感應範圍之内,并且對(duì)準紙卷的(de)卷軸中心,然後在紙卷軸上裝好不同大(dà)小卷徑的(de)料卷(圖1所示),通(tōng)過計算(suàn)機或人(rén)機界面監視不同卷徑下(xià)超聲波傳感器對(duì)應輸出的(de)數字量,然後與卷徑大(dà)小一一對(duì)應列表,通(tōng)過線性比例計算(suàn)出當前實時(shí)卷徑。

  用于测量纸张卷径的超声波传感器

 

影(yǐng)響檢測精度的(de)因素及措施

 

1.氣體的(de)化(huà)學成分(fēn)、氣壓和(hé)溫度

聲波在空氣中的(de)傳播速度受氣體的(de)化(huà)學成分(fēn)、氣壓和(hé)溫度的(de)影(yǐng)響。通(tōng)常氣體的(de)成分(fēn)和(hé)氣壓相對(duì)較穩定,聲速随溫度的(de)變化(huà)可(kě)以按下(xià)式進行近似計算(suàn):

 

  用于测量纸张卷径的超声波传感器

式中:C爲聲速;T爲溫度。

爲此,大(dà)部分(fēn)超聲波傳感器都具有溫度補償功能,以減少由溫度引起的(de)約2/3的(de)誤差。

 

2.目标角度和(hé)目标物(wù)體

 

超聲波傳感器是通(tōng)過吸收垂直于超聲波軸的(de)平直目标物(wù)體返回的(de)大(dà)部分(fēn)能量來(lái)檢測目标物(wù)體的(de)。随著(zhe)超聲波傳感器與待測物(wù)體角度的(de)變大(dà),傳感器接受到的(de)能量将減少,在某些點上,傳感器将看不到目标物(wù)體;因而目标角度不能大(dà)于超聲波發射角,要避免一些風源及震動源對(duì)超聲波傳感器的(de)影(yǐng)響,安裝時(shí)要對(duì)準料軸的(de)中心。一般要求目标物(wù)體檢測表面積不小于超聲波傳感器的(de)最小檢測面積。

 

3.噪聲的(de)影(yǐng)響

聲波在介質中傳播時(shí)會産生衰減,其信噪比也(yě)會随著(zhe)被測對(duì)象吸收外界震動以及空氣擾動而改變;工業環境中噪聲的(de)頻(pín)率通(tōng)常在40-50Hz,經常會使頻(pín)率在這(zhè)一噪聲峰值附近的(de)傳感器産生誤觸發,因此爲了(le)得(de)到精确的(de)測量結果,必須對(duì)超聲波信号進行去噪處理(lǐ)。

 

綜上所述針對(duì)測量紙張厚度的(de)技術從古老的(de)機械測量到至今的(de)現代技術測量都是一個(gè)質的(de)飛(fēi)躍,爲了(le)更好的(de)提高(gāo)紙張測量的(de)精準度工采網提供了(le)兩款超聲波産品:韓國Hagisonic 超聲波測距傳感器模塊 - HG-C40U、韓國Hagisonic 超聲波近距離傳感器模塊 - HG-P40系列。

  用于测量纸张卷径的超声波传感器

 

韓國Hagisonic 超聲波測距傳感器模塊 HG-C40U描述:

 

?ATmega 8 MCU

? 測量到障礙物(wù)的(de)距離,并用(yòng)UART通(tōng)訊發送數據。

? 分(fēn)辨率在5mm以内。

? 兩種傳輸模式可(kě)選,适用(yòng)于各種用(yòng)途。

? 自由運行模式:有電源時(shí),傳感器自身發送觸發和(hé)突發信号(用(yòng)于基本應用(yòng))

? 外部觸發模式:外部系統(控制器或處理(lǐ)器電路)控制觸發信号 – 用(yòng)于高(gāo)級應用(yòng)

? 兩種輸入電源 – 低壓(5V)适用(yòng)于處理(lǐ)器電路;高(gāo)壓(12V)适用(yòng)于控制器。

※  工廠默認:12V

? 各種設置選項

? 自由運行/ UART觸發/外部觸發設置

? 設置是否使用(yòng)環形緩沖區(qū)

?UART通(tōng)訊波特率設定

? 自由運行觸發間隔

? 輸出信号

? 用(yòng)UART(ASCII, mm)輸出距離數據

? 将實際接收的(de)超聲波實時(shí)放大(dà)

? 實時(shí)将探測信号轉爲TTL電平矩形信号(方波)

? 高(gāo)性能ASIC芯片,保證穩定傳輸、靈敏接收。

? 傳感器到PC的(de)通(tōng)訊使用(yòng)‘接口闆’(RS232,功率調節器)

? 數據顯示使用(yòng)PC上的(de)監控程序(可(kě)用(yòng)超級終端)

 

韓國Hagisonic 超聲波測距傳感器模塊 HG-C40U參數:

  用于测量纸张卷径的超声波传感器

 

韓國Hagisonic 超聲波近距離傳感器模塊 - HG-P40系列

 

? 僅使用(yòng)單個(gè)收發器傳感器單元發送和(hé)接收信号。

? 便于測距和(hé)物(wù)體檢測。

? 爲方便使用(yòng),提供兩種傳輸模式:

? 自由運行:連接到電源時(shí),傳感器自身發送觸發信号和(hé)突發信号 - 用(yòng)于基本應用(yòng)

? 外部觸發:外部系統 (控制器或處理(lǐ)器電路控制觸發信号 用(yòng)于高(gāo)級應用(yòng) (距離測量)

? 兩種輸入電源 低壓 (5V) 用(yòng)于處理(lǐ)器電路,高(gāo)壓 (12V) 用(yòng)于控制器。

? 四種不同的(de)輸出信号 (同時(shí))

? 将實際接收到的(de)超聲波實時(shí)放大(dà) (用(yòng)于聲壓測量)

? 探測信号的(de)實時(shí) TTL 電平矩形波(方波) (用(yòng)于機器人(rén))

? 與傳感器到最近障礙物(wù)距離成比例的(de)脈沖寬度信号(用(yòng)于機器人(rén)和(hé)測距)

? 在預設範圍内(0.5~4.5m)的(de)接近輸出信号 (10mA 電流) (工業用(yòng)途)

? 預設範圍可(kě)在 0.5 ~ 4.5 m 之間調節 (批量訂單下(xià)工廠可(kě)預設距離)

? 高(gāo)性能 ASIC 芯片,用(yòng)于穩定的(de)傳輸和(hé)高(gāo)靈敏度的(de)信号接收 (較大(dà)可(kě)放大(dà)約 4,000 )

 

 用于测量纸张卷径的超声波传感器


韓國Hagisonic 超聲波近距離傳感器模塊 HG-P40系列特性:

多(duō)功能收發器機型

兩種傳輸模式(自由運行 /外部觸發)

電源(低壓:5V / 高(gāo)壓:6~16V)

②4種不同輸出信号(同時(shí))

-實時(shí)接收并放大(dà)的(de)超聲波

-實時(shí)TTL方波信号

-距離脈沖寬度信号

-在預設距離(近距離)内探測物(wù)體

高(gāo)性能ASIC芯片

 

韓國Hagisonic 超聲波近距離傳感器模塊 HG-P40系列參數:

 

 用于测量纸张卷径的超声波传感器

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