Từ thuở xa xưa, nhân loại đã luôn tồn tại nhu cầu đo đếm. Đặc biệt khi nói về đo đạc khoảng cách ở thời đại công nghệ thì có vô vàn phương pháp để giải quyết nhu cầu đấy. Nhưng, đối với xu hướng tự động hóa một dần bành trướng. Chúng tôi xin giới thiệu với bạn sản phẩm cảm biến siêu âm UFP1600M18420AKA của hãng WayCon.
Với cảm biến siêu âm UFP1600M18420AKA, đầu ra là tín hiệu analog liên tục ta có thể nhận biết một cách chính xác nhất khoảng cách đang đo.
Tại sao nên chọn cảm biến siêu âm UFP1600M18420AKA?
Thật không thể phủ nhận rằng đối với thị trường cảm biến siêu âm dày đặc đối thủ như hiện tại. Việc một sản phẩm không có điểm nổi trổi sẽ sớm bị đẩy ra khỏi cuộc chơi. Thế tại sao chúng tôi lại giới thiệu cho bạn sản phẩm này? Có thể nói đến những lý do sau đây.
Xuất sứ từ Đức – Siêu cường công nghệ?
Waycon là một công ty đã luôn phát triển và chế tạo những cảm biến từ năm 1999. Những sản phẩm của họ chuyên dụng cho việc đo vị trí và khoảng cách. Là một công ty với sự đổi mới mạnh mẽ đến từ Đức. Sản phẩm của họ đã được phân phối trên toàn cầu, và có mối liên hệ trực tiếp với nhiều nhà phân phối ở hơn 30 quốc gia.
Với mục tiêu cao cả, họ muốn cung cấp những kỹ thuật, giải pháp đo đạc tốt nhất có thể cho người tiêu dùng. Đây cũng là lý do tại sao họ đã liên tục và phát triển cảm biến với đa dạng thông số kỹ thuật giành cho nhiều ứng dụng khác nhau trong cả công nghiệp và lĩnh vực nghiên cứu. Sản phẩm của WayCon được sản xuất tại Taufkirchen luôn được đảm bảo một tiêu chuẩn chặt chẽ và nghiêm ngặt.
Giải mã cái tên của cảm biến siêu âm UFP1600M18420AKA:
Dài, nhiều chữ, nhiều số là điều chân thực nhất khi nói về các mã sản phẩm. Tuy nhiên đối với mỗi nhà sản xuất, tên sản phẩm mang một ý nghĩa rất lớn để định danh sản phẩm.
Ta quan tâm đến 3 chuỗi ký tự chính trong phân khúc sản phẩm:
UFP – ▭ – M18 – ▭ – ▭ .
1600: Đây là khoảng đo được của cảm biến. Từ 100 đến 1600mm.
420A: Tín hiệu đầu ra của thiết bị. Dòng analog từ 4 đến 20 mA.
KA: Cáp trục của tín hiệu ra dài 2m.
Thông số cảm biến siêu âm UFP1600M18420AKA:
Để có được một cái nhìn định lượng nhằm mang lại cái nhìn khách quan hơn. Sau đây là thông số sản phẩm:
| Khoảng cách đo [mm]: | 80 … 1600 |
| Độ lặp lại: | ± 0,2 % / ± 1mm |
| Sai số tuyến tính [%]: | < 0.5 |
| Độ phân giải [mm]: | 1,0 |
| Tốc độ phản hồi [ms]: | 140 |
| Tín hiệu đầu ra [mA]: | 4 … 20 |
| Phạm vi đo điều chỉnh: | Có |
| Tiêu thụ dòng [mA] (không tải): | < 30 |
| Dòng hoạt động [VDC]: | 15 … 30 |
| Đường đặc tính cong bị đảo ngược: | Có đảo ngược |
| Điều khiển đầu vào: | Có |
| Tính năng an toàn: | Bảo vệ khỏi ngược cực và ngắn mạch |
| Khoảng nhiệt độ (℃): | -20…+70 |
| Kết nối: | Đầu nối M12, cáp ngõ ra |
| Thiết kế: | Ren M18x1, 100mm |
| Vật liệu vỏ: | Nhựa |
| Loại bảo vệ: | IP65 |
| Góc của sóng âm: | 8° |
Đường đặc tính cong bị đảo ngược và không đảo ngược.
Hay còn gọi là đường cong tích cực và đường cong tiêu cực.
Đối với các thiết bị có đường cong bị đảo ngược, chúng là các thiết bị thuộc đường cong tiêu cực. P1 và P2 là hai điểm mà tín hiệu analog đầu ra đạt giá trị nhỏ nhất và lớn nhất, tương đương với 0V / 4mA và 10V / 20mA. Ở đường cong tiêu cực ta có giá trị vị trí đo được P2 nhỏ hơn P1, nghĩa rằng nếu vật càng xa so với cảm biến thì giá trị analog đầu ra càng nhỏ.
Ngoài ra, hình học của sóng âm còn dựa vào áp suất không khí, nhiệt độ, độ ẩm và kích thước của đối tượng. Đối với loại UFP-1600 ta có biểu đồ như sau:
Kích thước cài đặt:
Để bạn có thể dễ dàng thiết kế hệ thống và lắp ghép cảm biến. Chúng tôi mang đến cho bạn thông tin về kích thước sản phẩm từ nhà sản xuất như sau:
Với X = 96mm.
Ngoài ra, thiết kế chân ngõ ra của cảm biến như sau:
GHI CHÚ LƯU Ý:
Cảnh báo!:
Thiết bị không được thiết kế cho sự an toàn quan trọng hoặc mục đích tắt khẩn cấp. Vì vậy không nên sử dụng trong những ứng dụng, khi mà những sự cố của thiết bị có thể dẫn đến tổn hại.
Lưu ý‼! Không để đầu cảm biến lộ ra với môi trường nước >50℃ hoặc hơi nước!
Ảnh hưởng từ môi trường:
Cảm biến siêu âm được thiết kế để sử dụng với môi trường không khí. Các ảnh hưởng môi trường như mưa, tuyết, bụi hoặc khói không có ảnh hưởng đến độ chính xác của sự đo đạc. Nhưng, việc đo đạc với áp lực (lớn hơn áp xuất khí quyển) là không thể với cảm biến siêu âm.
Gió lớn hoặc sự ồn ào có thể dẫn đến sự bất ổn với gái trị đo đạc. Một dòng với tốc độ độ vài m/s là không vấn đề và không ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến.
Ảnh hưởng từ mục tiêu:
Chất lỏng: Có thể được phát hiện một cách hoàn hảo. Tuy nhiên chùm tia sóng âm chỉ được lệch dọc tối đa 3° so với mực nước (không có sóng lớn).
Mục tiêu nóng: Với nhiệt độ cao gây nên đối lưu nhiệt trong không khí xung quanh. Sóng âm sẽ yếu đi và có thể không được cảm biến nhận lại.
Bề mặt lõm (trục hoặc cầu): Tất cả yếu tố khu vực có một góc khác so với trục của góc sóng âm. Góc sóng âm phản lại do đó phân ra và phần của năng lượng sóng âm phản lại đầu thu bị giảm tương ứng. Khoảng cách tối đa giảm với kích thương của trụ (cầu) giảm.
Sự gồ gề và cấu trúc bề mặt của vật: Cấu trúc bề mặt lớn hơn bước sóng siêu âm, cũng như vật liệu với số lượng lớn hạt thô, phản lại sóng âm một cách rải rác và không được phát hiện một cách tối ưu bởi sóng âm dưới những điều kiện đấy.
Vật liệu cứng: Phản lại hầu hết những xung năng lượng từ ứng dụng sóng âm với một cách khiến chúng trở nên rất dễ để phát hiện với cảm biến.
Vật liệu mềm: Ngược lại, những vật liệu này hấp thụ gần hết những xung năng lượng. Do đó khiến cảm biến khó phát hiện hơn. Những vật liệu này gồm vải nỉ, cốt tông, lưới thô, bọt,….
Lá kim loại mỏng: Tương tự với vật liệu mềm. Để có thể sử dụng cảm biến với chúng, độ dày của đối tượng phải nhỏ nhất là 0,01mm.
Sử dụng cảm biến siêu âm UFP1600M18240AKA.
Ứng dụng của cảm biến siêu âm đo khoảng cách.
Thông thường khi ta nói đến cảm biến siêu âm. Ứng dụng nhiều nhất của nó chính là đo đạc. Đo khoảng cách từ cảm biến đến một điểm nào đó ở một môi trường nhất định. Ví dụ như: đo mực chất lỏng (nước, dầu, chất hóa học,…) ở trong một bồn chứa.
Hướng dẫn đấu nối chân cảm biến siêu âm.
Đầu tiên, hãy đảm bảo rằng môt dây cáp hoặc đầu nối thích hợp đã được kết nối với cảm biến. Các loại dây cáp/đầu nối tích hợp đi kèm theo gồm có:
| Mã | Chiều dài [m] | Loại | Tiêu chuẩn bảo vệ |
|
Dây cáp |
|||
| K5P2M-S-12 | 2 | Thẳng | IP67 |
| K5P5M-S-12 | 5 | Thẳng | |
| K5P10M-S-12 | 10 | Thẳng | |
| K5P2M-SW-12 | 2 | Vuông góc | |
| K5P5M-SW-12 | 5 | Vuông góc | |
| K5P10M-SW-12 | 10 | Vuông góc | |
|
Đầu nối |
|||
| D5-G-M12-S | – | Thẳng | IP67 |
| D5-W-M12-S | – | Vuông góc | |
Và tiến hành đấu các chân như sau:
Ta nối dây nâu vào chân +24V và dây xanh vào chân 0V của cùng một nguồn cấp. Kế đó, để lấy được tín hiệu analog đầu ra. Bạn nối dây đen vào ngõ vào analog của màn hình hiển thị hoặc bộ điều khiển phù hợp.
Có thể bạn muốn tham khảo thêm về cách lắp đặt từ: Cách lắp đặt cảm biến đo mức siêu âm ULM-53 đúng.
Một số lưu ý khi đấu nối với dây analog:
- Bình thường phải là cảm biến 4 chân để có thể đọc được tín hiệu chứ? Vâng, thực tế ta cần phải tạo thành một vòng hoàn chỉnh để dòng điện có thể chạy qua, tạo tín hiệu analog cho bộ đọc. Vậy làm thế nào để ta có thể đọc gửi được tín hiệu đi? Rất đơn giản, bạn chỉ cần nối chân còn lại của bộ điều khiển hoặc màn hình với một điểm 0V. Điều này sẽ tạo ra sự chênh áp để dòng điện có thể đi qua. Bạn có thể xem kỹ đấu nối analog của thiết bị đọc để biết thêm.
- mA, chứ không phải V. Đúng vậy, tín hiệu ngõ ra của cảm biến là dòng điện. Chính vì thế nên hãy định dạng đúng giá trị đọc của bộ nhận tín hiệu.
- 4…20, không phải 0…20. Đây là khoảng giá trị tỉ lệ giữa dòng điện vào và giá trị cảm biến thu được. Vì thế hãy đảm bảo rằng bạn chọn đúng miền tỷ lệ cho bộ đọc.
Còn đối với dây hồng, đây là dây dùng để cài đặt “Teach-in” cho cảm biến. Hay còn được hiểu là cài đặt thông số P1 và P2 cho cảm biến. Để cài đặt Teach-in như thế nào, xin mời các bạn theo dõi phần sau.
Cài đặt Teach-in Analog cho cảm biến siêu âm.
Để cài đặt cho cảm biến âm thanh, ta phải chú ý đến 2 giá trị. Đó là giá trị P1 (vị trí SP1) và P2 (vị trí SP2). Trên thiết bị có 2 đèn tượng trưng tương ứng như sau:
Đặc trưng:
P1 quyết định vị trí 0V / 4mA và P2 là vị trí 10V / 20mA.
Teach-In của P1 (Vị trí SP1).
Bước 1: Kết nối dây Teach-in với GND cho đến khi đèn P1 và đèn EC bắt đầu nhấp nháy ở tần số 2Hz.
Bước 2: Sau đó ngưng kết nối 2 dây đó.
Bước 3: Cảm biến giờ đã trong trạng thái Teach-in cho P1. Đèn P1 giờ sẽ nhấp nháy ở tần số 1Hz và đèn EC trở lại trạng thái bình thường. Có một cửa sổ thời gian trong 30 giây để cài đặt P1.
Bước 4: Đặt mục tiêu ở vị trí P1 mới. Tiếp xúc và thả dây Teach-in với GND. P1 giờ đây đã dược cài đặt. Cảm biến trở về trở về trạng thái hoạt động bình thường với giá trị mới của P1.
Teach-In của P2 (Vị trí SP2).
Bước 1: Kết nối dây Teach-in với GND cho đến khi đèn P2 và đèn EC bắt đầu nhấp nháy ở tần số 2Hz. Hãy lưu ý rằng, đèn P1 và EC sẽ nhấp nháy trước. Nhưng quan trọng rằng, bạn phải chờ đợi cho đèn P2 nhấp nháy.
Bước 2: Sau đó ngưng kết nối 2 dây đó.
Bước 3: Cảm biến giờ đã trong trạng thái Teach-in cho P2. Đèn P2 giờ sẽ nhấp nháy ở tần số 1Hz và đèn EC trở lại trạng thái bình thường. Có một cửa sổ thời gian trong 30 giây để cài đặt P2.
Bước 4: Đặt mục tiêu ở vị trí P2 mới. Tiếp xúc và thả dây Teach-in với GND. P2 giờ đây đã dược cài đặt. Cảm biến trở về trở về trạng thái hoạt động bình thường với giá trị mới của P2.
Bạn có thể tham khảo video sau từ nhà sản xuất:
Như vậy, sau bài viết này, tôi mong các bạn đã có thể nắm được các thông số, đặc điểm của cảm biến siêu âm UFP-1600-M18-420A-KA. Cũng như cách đấu nối, cài đặt cảm biến. Rất mong rằng bài viết đã mang đến cho bạn kiến thức cần thiết cần tìm. Chúc các bạn thành công.
Website: Huphaco.vn
