Um sensor ultrassônico é um dispositivo que utiliza ondas sonoras de alta frequência (ultrassom), inaudíveis para o ouvido humano, para detectar a presença, a distância ou o nível de objetos ou materiais.
O sensor possui um transdutor que atua como emissor e receptor. Ele emite um pulso ultrassônico que viaja pelo ar. Quando esse pulso atinge um objeto, ele é refletido de volta para o sensor. O sensor mede o tempo decorrido entre a emissão do pulso e o recebimento do eco. Conhecendo a velocidade do som no meio (geralmente ar), o sensor calcula a distância até o objeto.
• Detecção sem contato: Não há contato físico com o objeto, o que evita desgaste e contaminação.
• Detecção de materiais diversos: Podem detectar objetos de qualquer material (sólidos, líquidos, pós, transparentes, coloridos), independentemente de sua cor, transparência ou brilho, ao contrário de sensores ópticos.
• Imunidade a condições ambientais: São menos afetados por poeira, fumaça, névoa, luz ambiente e umidade em comparação com sensores ópticos.
• Medição de distância e nível: Capazes de fornecer uma medição precisa da distância até o alvo, sendo ideais para aplicações de nível.
• Versatilidade: Podem ser usados para detecção de presença, posicionamento e medição contínua.
• Sensibilidade à temperatura e pressão: A velocidade do som no ar varia com a temperatura e, em menor grau, com a pressão e umidade, o que pode afetar a precisão da medição de distância se não houver compensação.
• Zona morta: Há uma distância mínima de detecção próxima ao sensor onde ele não consegue operar.
• Influência de superfícies: Superfícies que absorvem muito som (como lã, espumas) ou superfícies muito inclinadas podem dificultar a detecção.
• Ondas de choque e ruído: Ruídos ambientais muito altos ou fortes correntes de ar podem interferir na medição.
• Velocidade de resposta: Geralmente mais lentos que os sensores ópticos em algumas aplicações de detecção de alta velocidade.
São amplamente aplicados em diversas indústrias e cenários:
• Controle de Nível: Medição contínua ou detecção de nível em tanques de líquidos, grãos, pós, etc.
• Detecção de Presença: Embalagens, garrafas, peças em linhas de produção, mesmo transparentes.
• Posicionamento: Detecção de objetos em transportadores, posicionamento de robôs e empilhadeiras.
• Medição de Diâmetro/Altura: Em rolos de papel, tecidos, ou altura de pilhas de materiais.
• Indústria Automotiva: Sensores de estacionamento.
• Automação Industrial: Portões automáticos, portas de segurança, etc.
Podem detectar uma vasta gama de objetos, incluindo:
• Líquidos (água, óleos, produtos químicos).
• Sólidos (metais, plásticos, madeira, papel, vidro, cerâmica).
• Materiais transparentes (garrafas PET, filmes plásticos).
• Materiais pulverulentos ou granulares (grãos, areia, cimento).
• Objetos com diferentes cores e texturas.
A velocidade do som no ar aumenta com a temperatura. Como os sensores da linha ECO não possuem compensação de temperatura integrada, uma mudança na temperatura ambiente pode levar a erros na leitura da distância.
Sim, os sensores da linha ECO possuem dois potenciômetros para ajuste das distâncias máxima e minima que devem ser ajustados de acordo com a aplicação.
Sensor difuso:Um único transdutor ultrassônico é usado como emissor e receptor montado no mesmo invólucro.
Com este tipo de sensor, o objeto funciona como um refletor do sinal sonoro. Assim que o objeto entra na área de detecção do sensor, o seu eco causa a comutação da saída.
Os sensores podem ter duas saídas PNP/NPN configuráveis ou uma saída analógica 4-20 mA mais uma saída digital PNP/NPN configurável.
Como a detecção se baseia em ondas sonoras, eles são geralmente imunes a ruído elétrico e EMI, que são os problemas mais comuns para sensores baseados em radiofrequência ou ópticos. No entanto, ruídos acústicos muito fortes no ambiente podem, em alguns casos, interferir na detecção do eco.