如何使用超聲波液位計測量及多個超聲波液位計同步應用

發布時間：2019-03-27 發布作者：

超聲波液位計是用于物體檢測或物位測量的非接觸式裝置。它們的工作原理是聲音通過介質傳播，其中換能器以特定頻率發出聲波。基于反射聲脈沖到達換能器所花費的時間，傳感器的內部邏輯確定物體是否在標稱感測范圍內并產生輸出信號。

傳感器發出的聲波遵循錐形圖案。如果相同換能器頻率的多個傳感器彼此相鄰地操作，則一個傳感器的發射脈沖可以被另一個傳感器檢測為反射脈沖。根據應用程序的不同，此方案可能并不理想。同時發射相同頻率的超聲波的兩個換能器可以產生錯誤輸出。

為了防止這種干擾或串擾，簡單的布線連接可以同步發射/接收時序模式。例如，UC2000-L2-I-V15超聲波液位計上的V15（5針公頭）連接器具有一條專用線，專用于同步多個傳感器。要手動同步多個UC2000-L2-I-V15傳感器，只需將每個傳感器的同步輸入線互連即可。

由于在連接同步線時自動設定定時，因此一個換能器發出的超聲波不會被另一個誤接收為接收波。即使多個傳感器可以通過同步線互連，但每個連接在一起的傳感器仍然具有不同的輸出。使用同步線的較好的目的是交替每個傳感器脈沖的定時。

使用同步線的缺點是增加了對象移動的響應時間。由于多個超聲波液位計交替脈沖，每個傳感器以串聯模式脈沖。隨著更多傳感器連接在一起，輸出生成將需要更長時間，因為組中的每個傳感器必須在下一個傳感器跟隨之前自行發射和接收。

對于某些應用，不能選擇布線連接和順序選通模式。例如，在自動引導車輛（AGV）的碰撞避免中，傳感器僅需要檢測機器人前方是否存在物體。所有相同頻率的超聲波液位計可以間隔很遠，使得它們不會交叉通話，但是一個傳感器的發射脈沖可以被另一個傳感器檢測為反射脈沖，以可靠地檢測AGV前面的當前物體。

可以使用接口在某些超聲波液位計上編程這些參數; 例如，某些軟件允許調整交替脈沖的定時。如果一個陣列中的所有傳感器安裝得太緊并且同時發生脈沖，則可能發生串擾。響應時間較短，但可以生成錯誤輸出。以順序模式對所有傳感器進行編程大大增加了響應時間，因此通過接口進行編程可以允許陣列上的傳感器組根據需要發射/接收。

例如，在陣列上訂購1-2-3-4-5-6的六個傳感器可以分別以1-3-5和2-4-6的組脈沖，以顯著縮短響應時間，與脈沖序列相比1-2-3-4-5-6。

當聲錐寬度較窄或傳感器依靠彼此的輸出來調節定時時，一些超聲波液位計應用效果更好。參數調整取決于應用，具體時間是優化響應時間的關鍵。

盡管通過布線連接或接口參數編程使兩個或更多個超聲波液位計同步，但配置中的每個傳感器的輸出仍將彼此不同。兩種同步方法都有其優點和缺點，但同時使用多個超聲波液位計的關鍵是防止相同換能器頻率的傳感器之間的干擾。

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