Note per l'installazione di sensori ultrasonici

I sensori ultrasonici possono essere installati e azionati in qualsiasi posizione. Sono tuttavia da evitare le posizioni che potrebbero provocare la sedimentazione di sporcizia sulla superficie dei sensori.
La presenza di gocce d'acqua e di forti incrostazioni sulla superficie può pregiudicarne il funzionamento. Al contrario, sottili strati di polvere e macchie di vernice, non ne pregiudicano il funzionamento.
I sensori, se utilizzati per rilevare oggetti con superfici uniformi e levigate, devono essere installati con un angolo di 90° ±3° verso la superficie.


Nel caso di superfici ruvide, invece, le deviazioni dell'angolo sono molto più ampie. Sotto il profilo ultrasonico una superficie è ruvida se la sua profondità è nell'ordine di grandezza o è maggiore, della lunghezza d'onda della frequenza ultrasonica.
Il suono viene successivamente riflesso in modo diffuso e ciò può provocare una riduzione del raggio d'azione nominale.
Nel caso di superfici ruvide è necessario individuare la massima deviazione dell'angolo possibile e il massimo raggio d'azione possibile attraverso opportuni esperimenti.


I materiali fonoassorbenti, come l'ovatta e le resine espanse, possono ridurre il raggio d'azione nominale. I liquidi e i materiali solidi, invece, riflettono molto bene il suono.

Schematic representation of the optimal scanning angles of ultrasonic sensors for flat and smooth surfaces
Angoli di scansione ottimali per superfici piane e lisce

Distanze di montaggio e sincronizzazione

Se si montano due o più sensori ad una distanza troppo bassa tra loro, possono influenzarsi reciprocamente. Per evitarlo, occorre selezionare distanze di montaggio adeguate oppure sincronizzare tra loro i sensori. La tabella che segue indica le distanze minime di montaggio tra sensori non sincronizzati.

minime di montaggio tra sensori non sincronizzati

Operating range
0,07 m≥ 0,25 m≥ 1,10 m
0,15 m≥ 0,25 m≥ 1,30 m
0,24 m≥ 0,25 m≥ 1,40 m
0,25 m≥ 0,35 m≥ 2,50 m
0,35 m≥ 0,40 m≥ 2,50 m
0,7 m≥ 0,70 m≥ 4,00 m
1,0 m≥ 0,70 m≥ 4,00 m
1,3 m≥ 1,10 m≥ 8,00 m
3,4 m≥ 2,00 m≥ 18,00 m
6,0 m≥ 4,00 m≥ 30,00 m

Le distanze di installazione sono valori raccomandati. Nel caso di oggetti inclinati, il suono può essere "riflesso" anche a un sensore adiacente. In tale caso è necessario individuare le distanze minime per mezzo di opportuni esperimenti.

Alcuni sensori possono essere sincronizzati tra di loro, e ciò consentono di utilizzare distanze di montaggio inferiori rispetto a quelle indicate nella tabella; si vedano a tal riguardo le caratteristiche dei diversi sensori.

Schematische Darstellung von Montageabstände für Ultraschallsensoren
Distanze di montaggio del sensore a ultrasuoni

Montando i sensori a distanze inferiori tra loro rispetto ai valori indicati in tabella, è opportuno sincronizzare i sensori ultrasonici tra loro. Così facendo, i sensori effettuano le rispettive misurazioni sempre nello stesso momento.

Molti sensori ultrasonici microsonic sono provvisti di sincronizzazione integrata che può essere attivata, ad esempio, collegando semplicemente il pin 5 al connettore dell'apparecchio. Altri sensori richiedono un segnale di temporizzazione esterno.

Synchronisation using pin 5
Sincronizzazione tramite il pin 5

Deviazione del suono

Il raggio sonoro può essere deviato, senza perdite di rilievo, per mezzo di un deviatore con superficie levigata e resistente al suono. I deviatori da 90° sono disponibili nella sezione accessori. I deviatori sono particolarmente adatti in condizioni di montaggio ristrette.

90°- Schallumlenkfläche
90°- superficie di deviazione acustica

Precisione

La precisione assoluta è la discrepanza tra la distanza reale sensore oggetto e la distanza misurata dal sensore. Il grado di precisione raggiungibile dipende dalle proprietà riflettenti dell'oggetto e dalle influenze fisiche relative alla velocità del suono nell'aria. Gli oggetti con pessime proprietà riflettenti, o con una superficie ruvida maggiore della lunghezza d'onda della frequenza ultrasonica, pregiudicano il grado di precisione raggiungibile. Non è possibile quantificare ciò con esattezza, ma come regola generale si può ipotizzare una imprecisione di diverse lunghezze d'onda della frequenza ultrasonica impiegata.

Temperatura dell'aria

La velocità del suono e pertanto la precisione sono influenzate in particolare dalla temperatura dell'aria (0,17%/K). Per questa ragione i sensori ultrasonici della microsonic sono dotati nella maggior parte dei casi di un dispositivo interno per la compensazione della temperatura. Un metodo migliore per stabilire l'influenza della temperatura consiste nell'effettuare una misurazione comparativa di una distanza nota. Il sensore a riga pico, per esempio, è adatto per tale misurazione comparativa. Con i sensori a compensazione di temperatura si raggiunge un grado di precisione di ≤ ±1%.

Pressione dell'aria

La pressione dell'aria non influisce sulla velocità del suono. La microsonic dispone di speciali sensori, che consentono di misurare le distanze con una sovrappressione fino a 6 bar.

Umidità relativa dell'aria

L'umidità dell'aria incide sulla precisione in modo trascurabile rispetto alla temperatura dell'aria.

Precisione di ripetibilità R

La precisione di ripetibilità, o riproducibilità, descrive le deviazioni delle distanze registrate in un periodo di tempo definito in condizioni costanti. La precisione di ripetizione dei sensori microsonic è più alta di ±0,15%.