Czujniki ultradźwiękowe mają wiele różnych zastosowań w automatyce przemysłowej. Są one najbardziej uniwersalnymi i odpornymi na zakłócenia zewnętrzne urządzeniami, łatwymi do użycia i niezawodnie działającymi w zróżnicowanych środowiskach.
Sposób działania
Zasada działania czujników ultradźwiękowych jest stosunkowo prosta. Podstawowy czujnik tego rodzaju zbudowany jest bowiem z nadajnika i odbiornika. Najpierw fale ultradźwiękowe wysokiej częstotliwości zostają wyemitowane przez element będący nadajnikiem. Następnie fale odbijają się od obiektu docelowego i są wykrywane przez odbiornik. W zależności od rodzaju czujnika odległość od obiektu może wynosić od kilku centymetrów do kilkunastu metrów. Czujnik odbiera fale i mierzy czas, jaki upłynął od wyemitowania sygnału do odebrania odbicia sygnału. Pozwala to określić odległość od obiektu oraz jego położenie przy wykorzystaniu prędkości rozchodzenia się dźwięku.
Zalety stosowania
Czujniki ultradźwiękowe dobrze sprawdzają się w prawie każdym środowisku, są bowiem wszechstronne oraz odporne na trudne warunki pracy i zakłócenia. Na rynku dostępne są modele różniące się zasięgiem, częstotliwością emitowanych ultradźwięków czy optymalnym środowiskiem pracy. Czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać prawie wszystkie materiały, dlatego są powszechnie stosowane w przemyśle od ponad 30 lat.
Wykorzystanie do wykrywania i monitorowania poziomu napełnienia
Przetworniki ultradźwiękowe monitorują procesy zapełniania pojemników, kontenerów i silosów. Zapobiegają przepełnieniu się pojemników oraz sygnalizują osiągnięcie maksymalnego poziomu zapełnienia. Wykorzystywane są w ten sposób przykładowo w procesach oczyszczania ścieków, w kopalniach żwiru i kamienia oraz w innych gałęziach przemysłu stosujących do przechowywania silosy przemysłowe.
Szerokie zastosowanie w przemyśle rolniczym
W maszynach rolniczych czujniki są stosowane do osiągania większej efektywności ich pracy, a tym samym uzyskiwania oszczędności. Podzespoły tego typu wykorzystuje się przykładowo w wysięgnikach opryskiwaczy roślin czy w zbiornikach opryskiwaczy. Czujniki są odporne na oddziaływanie kurzu i pyłu ze spryskiwaczy, wykrywają wysokość roślin, przerwy między drzewami owocowymi oraz nierówności gruntu. Pozwala to na precyzyjne stosowanie oprysków i ograniczanie zużycia środków chemicznych. W tym przypadku czujniki ultradźwiękowe zapobiegają również kolizjom i pozwalają uniknąć uszkodzeniom wysokich konarów drzew.
Wykrywanie i zliczanie różnorodnych obiektów
W przemyśle spożywczym czujniki ultradźwiękowe stosowane są do liczenia przedmiotów oraz wykrywania ich braku. Zastosowanie czujnika umożliwia identyfikację rozmaitych obiektów i bieżące monitorowanie przepływu towarów. W praktyce czujniki tego typu służą do zliczania butelek i puszek w czasie produkcji, pakowania towarów, wykrywania braku opakowania w rozlewniach napojów czy monitorowania stanu załadowania palet na wózkach widłowych.
Nadzorowanie pracy urządzeń
Czujniki służą także do monitorowania pracy różnorodnych pojazdów specjalistycznych użytkowanych w trudnych warunkach terenowych. Podobnie jak w przypadku rolnictwa ich instalacja ogranicza ryzyko kolizji, pozwala na wykrycie przeszkód oraz maksymalne napełnienie pojemników (np. w śmieciarkach). Podzespoły tego rodzaju służą również do monitorowania stanu technicznego taśm produkcyjnych. Wykorzystywane są także we wszelkich urządzeniach do kontrolowania wjazdu i wyjazdu (np. w bramach garażowych czy szlabanach).
Zaletą czujników ultradźwiękowych jest możliwość wykorzystania ich w bardzo zróżnicowanych gałęziach przemysłu. Ich uniwersalność, bezawaryjność oraz możliwość wykrywania materiałów bez względu na ich kolor, kształt czy konsystencję sprawia, że takie czujniki są dość powszechnie stosowane.