هر تکنولوژی سنسور، قابلیت‌های خاص خود را دارد که باعث می‌شود بتوانند در حوزه‌هایی خاص، عملکردی قابل اطمینان ارائه دهند. در محیط‌های کثیف و آلوده، پرتوی نور سنسور فتوالکتریک ممکن است به خاطر لنز پوشانده‌شده یا بازتاب‌دهنده‌های خاک گرفته، به گیرنده نرسد. اما سنسورهای التراسونیک در محیط‌های آلوده و کثیف بسیار خوب عمل می‌کنند چون امواج صوتی تحت تاثیر ذرات غبار معلق در هوا یا چسبیده به سطح سنسور قرار نمی‌گیرند. صنایعی که معمولا از سنسورهای التراسونیک استفاده می‌کنند عبارتند از کشاورزی، غذا و نوشیدنی و بسته‌بندی. ویژگی‌هایی که در ادامه ذکر شده، به شما در انتخاب سنسور التراسونیک مناسب کمک می کند.
بیشتر بخوانید: سنسور التراسونیک چیست؟ و اندازه گیری سطح مخازن با آن
حالت (Mode)
سه حالت مختلف تشخیص برای سنسورهای التراسونیک وجود دارد: دیفیوز (diffuse)، پرتویی (thru-beam) و پس‌بازتابنده (رترورفلکتیو).
انتخاب سنسور التراسونیک مناسب حیاتی است و جست و جوی شما را راحت‌تر می‌کند.
حالت دیفیوز
حالت دیفیوز بیشتر از بقیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت، ترانسدیوسر یک سری پالس مخابره می‌کند و از پژواک (اکو) برای تعیین حضور جسم و فاصله‌ی آن استفاده می‌کند.
یک مثال از کاربردهای دیفیوز التراسونیک تشخیص قایق‌ها در یک مجرای الوار (Log flume، محلی برای پردازش و حمل الوار) برای جلوگیری از برخورد است. در این مثال نمی‌توان از سنسورهای القایی استفاده کرد، زیرا که قایق‌ها بر روی آب با فواصل در دو طرف شناور هستند و از ترک (track) دور هستند.
سنسورهای فتوالکتریک نیز به خاطر قرار گرفتن در معرض آب و هوا و رنگ‌ها و شکل‌های مختلف قایق‌ها به خوبی عمل نخواهند کرد.
سنسورهای التراسونیک پرتویی (thru-beam)
سنسورهای التراسونیک پرتویی (thru-beam) دو جزء دارند: امیتر (ساطع‌کننده) و گیرنده. وقتی پرتوی صوتی بین این دو دچار وقفه شود، خروجی فعال می‌شود.
از کاربردهای رایج برای سنسورهای التراسونیک پرتویی، تشخیص ورقه‌های دوبل و تشخیص اتصال شیت ها در صنعت چاپ است. امیتر و گیرنده به طور پیوسته روی تمام طول موادی که از بین آنها می‌گذرد، نظارت می‌کنند. اگر پژواک دریافتی توسط گیرنده کاهش داشته باشد، ورقه‌ی دوتایی تشخیص داده می‌شود. اسپلایس زمانی تشخیص داده می‌شود که مواد به پایان می‌رسد، که در این حالت فرآیند متوقف می‌شود تا ورقه‌ی قدیمی و جدید با هم ترکیب شوند.
پس‌بازتابگر (رترورفلکتیو)
در حالت پس‌بازتابگر (رترورفلکتیو)، امواج صدا از یک رفلکتور یا بازتاب‌دهنده‌ی دائمی مانند کف یا دیوار، بازتاب داده می‌شود. این حالت برای اجسامی مناسب است که به سختی در حالت دیفیوز تشخیص داده می‌شوند چون اگر پژواک به دلیل انحراف و شکست گم شود، خروجی فعال می‌گردد و آن جسم، حاضر تلقی می‌شود.
یک کاربرد برای سنسور التراسونیک پس‌بازتابگر، تشخیص خودرو در خط تولید است. کف زیر خودرو تعیین می‌گردد و زمانی که ماشین از زیر سنسور رد می‌شود، پژواک زودتر از زمانی که از کف بازتاب می‌یابد، برمی‌گردد.
پژواک سریع‌تر به این معناست که یک خودرو تشخیص داده شده است. مزیت استفاده از حالت پس‌بازتابگر این است که هر خودرو تنها یک بار تشخیص داده می‌شود. سنسور التراسونیک پس‌بازتابگر ممکن است سه جسم مختلف را به جای هر خودرو تشخیص دهد چون سه بخش فلزی و دو بخش هموار شیب‌دار شیشه‌ای بر روی هر خودرو قرار دارد که ممکن است پژواک را منحرف کرده و از گیرنده دور کنند.
پوشش یا بدنه
پوشش‌ها در اشکال، ابعاد و مواد مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب پوشش درست به کاربرد و محیط بستگی دارد. پوشش‌های رایج به صورت استوانه‌ای (۱۲mm تا ۳۰mm)، فلت پک (تخت) و مکعبی (کیوب) هستند.
اکثر پوشش‌های استوانه‌ای برای نصب آسان به صورت رزوه‌ای تولید می‌شوند: که به سادگی دریل کردن سوراخ با ابعاد مناسب و بستن یک مهره در هر سمت سنسور است. وجوه سنسینگ سنسور با زاویه‌ی مناسب برای کاربردهایی که در آنها جا و فضا کم است و جایی برای سنسورهای نصب شده به صورت افقی نیست هم تولید و ارائه می‌شوند.
رایج‌ترین ماده و متریال برای ساخت پوشش‌ها، پلاستیک و فلز است. اگر کاربرد شما به سنسوری بادوام و مقاوم نیاز دارد که بتوانند در برابر گشتاوری شدید دوام آورد، پوشش فلزی را انتخاب کنید. در غیر این صورت برای صرفه‌جویی در هزینه، پوشش پلاستیکی را انتخاب کنید.
برخی از سنسورهای التراسونیک با قابلیت‌های بیشتر مانند ترانسدیوسر با پوشش PTFE یا طراحی بهداشتی از جنس فولاد ضدزنگ ۱۰۰% هم برای شرایط سخت تولید می‌شوند.
ترانسدیوسر با روکش PTFE دارای مقاومت شیمیایی و حفاظت در برابر خوردگی است. سنسور التراسونیک بهداشتی معمولا در صنایع غذایی استفاده می‌شود. مدل بهداشتی به جای سنسور استوانه‌ای با پوشش رزوه‌ای، پوششی صاف و صیقلی با درجه‌بندی خاص غذایی دارد. این پوشش صیقلی برای شست و شو با فشار بالا مناسب است و برخلاف پوشش رزوه‌ای، از رشد باکتری‌ها جلوگیری می‌کند.
نوع سیگنال خروجی سنسور در انتخاب سنسور التراسونیک
برای سنسورهای التراسونیک، دو نوع خروجی آنالوگ و سوییچ‌پوینت وجود دارد. خروجی آنالوگ دارای یک سیگنال جریان یا ولتاژ است که متناسب با فاصله‌ی اندازه‌گیری‌شده تغییر می‌کند.
نقاط پایانی آنالوگ بالا و پایین داخل بازه‌ی عملیاتی سنسور تنظیم می‌شود. جسمی که در فاصله‌ی بین دو نقطه‌ی پایانی تشخیص داده می‌شود متناسب با یک سیگنال جریان (۴ma-۲۰mA) یا سیگنال ولتاژ (۰V-۱۰V) است که متناسب با اندازه‌گیری فاصله است.
سوییچ‌پوینت همچنین بر اساس نوع آن شناخته می‌شود: NPN و PNP یا کنتاکت رله.
سنسورهای سوییچ‌پوینت با خاموش یا روشن کردن خروجی در فاصله‌ای تنظیم‌شده یا یک پنجره (window) کار می‌کنند. فاصله با دکمه‌ها، پتانسیومترها یا نرم‌افزارها تنظیم می‌شوند. روشن و خاموش شدن خروجی سوئیچ، می‌تواند نشان بدهد که یک قطار، چه زمانی ایستگاه را ترک کرده است.
بازه‌ی اندازه‌گیری
هنگام انتخاب سنسور التراسونیک بازه کاری باید مشخص شود. بازه‌ی فواصل عملیاتی سنسورهای التراسونیک ما بین ۱۰ تا ۱۰,۰۰۰mm می‌باشد (۱/۲ اینچ تا ۳۳ فوت). مشابه ویژگی‌های ذکر شده، بازه‌ی اندازه‌گیری مناسب شما به کاربردتان بستگی دارد.
هرچقدر ترانسدیوسر کوچکتر باشد، بازه‌ی عملیاتی آن کمتر است. همچنین، در نظر داشته باشید که تمام سنسورهای التراسونیک در جلوی وجه سنسینگ خود، یک باند مرده (dead band) دارند. باند مرده به این دلیل رخ می‌دهد که ترانسدیوسر باید قبل از بازگشت پژواک، تعدیل پیدا کند، در غیر این صورت، رینگینگِ ترانسدیوسر تداخلی با آنها خواهد داشت. فرآیند تعدیل (dampening) به اندازه‌گیری زمان نیاز دارد؛ برای همین اجسامی که بیش از حد به ترانسدیوسر نزدیک هستند، ممکن است پژواک را قبل از آمادگی ترانسدیوسر برای دریافت آن، بازگردانند.
