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用于测量纸张卷径的超声波传感器

信息来源:sooroo.com  时间:2019-03-27  浏览次数:121

中国是世界造纸技术发源地,在上古时代,祖先主要依靠结绳纪事,以后渐渐发明了文字,开始用甲骨来作为书写材料.后来又发现和利用竹片和木片(即简牍)以及缣帛作为书写材料.但由于缣帛太昂贵竹木太笨重,于是便导致了纸的发明。纸的发明结束了古代简牍繁复的历史,大大地促进了文化的传播与发展。

超声波作为一种间接、非接触式、高精度的检测卷径方式,具有不易受光、电磁波、粉尘等外界因素干扰,对被检测物无损害,以及声波传播速度在相当大范围内与频率无关等独特优点,已广泛应用在纺织、印刷及包装等工业领域。

超声波测卷径的原理及方法

把超声波传感器安装在卷纸机器上并指向目标,要确保传感器离目标的距离在传感器的感应范围之内,并且对准纸卷的卷轴中心,然后在纸卷轴上装好不同大小卷径的料卷(图1所示),通过计算机或人机界面监视不同卷径下超声波传感器对应输出的数字量,然后与卷径大小一一对应列表,通过线性比例计算出当前实时卷径。

用于测量纸张卷径的超声波传感器

原理

影响检测精度的因素及措施

1.气体的化学成分、气压和温度

声波在空气中的传播速度受气体的化学成分、气压和温度的影响。通常气体的成分和气压相对较稳定,声速随温度的变化可以按下式进行近似计算:

用于测量纸张卷径的超声波传感器

公式

式中:C为声速;T为温度。

为此,大部分超声波传感器都具有温度补偿功能,以减少由温度引起的约2/3的误差。

2.目标角度和目标物体

超声波传感器是通过吸收垂直于超声波轴的平直目标物体返回的大部分能量来检测目标物体的。随着超声波传感器与待测物体角度的变大,传感器接受到的能量将减少,在某些点上,传感器将“看不到”目标物体;因而目标角度不能大于超声波发射角,要避免一些风源及震动源对超声波传感器的影响,安装时要对准料轴的中心。一般要求目标物体检测表面积不小于超声波传感器的最小检测面积。

3.噪声的影响

声波在介质中传播时会产生衰减,其信噪比也会随着被测对象吸收外界震动以及空气扰动而改变;工业环境中噪声的频率通常在40-50Hz,经常会使频率在这一噪声峰值附近的传感器产生误触发,因此为了得到精确的测量结果,必须对超声波信号进行去噪处理。

综上所述针对测量纸张厚度的技术从古老的机械测量到至今的现代技术测量都是一个质的飞跃,为了更好的提高纸张测量的精准度工采网提供了两款超声波产品:韩国Hagisonic超声波测距传感器模块- HG-C40U、韩国Hagisonic超声波近距离传感器模块- HG-P40系列。

用于测量纸张卷径的超声波传感器

超声波测距传感器模块

韩国Hagisonic超声波测距传感器模块HG-C40U描述:

?ATmega 8 MCU

? 测量到障碍物的距离,并用UART通讯发送数据。

? 分辨率在5mm以内。

? 两种传输模式可选,适用于各种用途。

? 自由运行模式:有电源时,传感器自身发送触发和突发信号(用于基本应用)

? 外部触发模式:外部系统(控制器或处理器电路)控制触发信号 – 用于高级应用

? 两种输入电源 – 低压(5V)适用于处理器电路;高压(12V)适用于控制器。

※ ?工厂默认:12V

? 各种设置选项

? 自由运行/ UART触发/外部触发设置

? 设置是否使用环形缓冲区

?UART通讯波特率设定

? 自由运行触发间隔

? 输出信号

? 用UART(ASCII, mm)输出距离数据

? 将实际接收的超声波实时放大

? 实时将探测信号转为TTL电平矩形信号(方波)

? 高性能ASIC芯片,保证稳定传输、灵敏接收。

?传感器到PC的通讯使用‘接口板’(RS232,功率调节器)

? 数据显示使用PC上的监控程序(可用超级终端)

韩国Hagisonic超声波测距传感器模块HG-C40U参数:

用于测量纸张卷径的超声波传感器

参数

韩国Hagisonic超声波近距离传感器模块- HG-P40系列

?仅使用单个收发器传感器单元发送和接收信号。

?便于测距和物体检测。

?为方便使用,提供两种传输模式:

?自由运行:连接到电源时,传感器自身发送触发信号和突发信号-用于基本应用

?外部触发:外部系统(控制器或处理器电路)控制触发信号–用于高级应用(距离测量)

?两种输入电源–低压(5V)用于处理器电路,高压(12V)用于控制器。

?四种不同的输出信号(同时)。

?将实际接收到的超声波实时放大(用于声压测量)

?探测信号的实时TTL电平矩形波(方波) (用于机器人)

?与传感器到最近障碍物距离成比例的脉冲宽度信号(用于机器人和测距)

?在预设范围内(0.5~4.5m)的接近输出信号(10mA电流) (工业用途)

?预设范围可在0.5 ~ 4.5 m之间调节(批量订单下工厂可预设距离)

?高性能ASIC芯片,用于稳定的传输和高灵敏度的信号接收(较大可放大约4,000倍)

用于测量纸张卷径的超声波传感器

超声波近距离传感器模块

韩国Hagisonic超声波近距离传感器模块HG-P40系列特性:

多功能收发器机型

两种传输模式(自由运行/外部触发)

①电源(低压:5V /高压:6~16V)

②4种不同输出信号(同时):

-实时接收并放大的超声波

-实时TTL方波信号

-距离脉冲宽度信号

-在预设距离(近距离)内探测物体

③高性能ASIC芯片

韩国Hagisonic超声波近距离传感器模块HG-P40系列参数:

用于测量纸张卷径的超声波传感器

超声波近距离传感器模块

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