دانلود پروژه رشته برق درباره اهمیت کاربرد سنسور و انواع آن – قسمت پنجم

دانلود پایان نامه

سنسورهای صوتی به خاطر سرعت انتشار امواج در محیط با فركانسی در حدود یك الی صد هرتز بسته به نوع سنسور ، امواج ارسالی را تكرار می كنند

توسط این سنسور ها می توان مواد مختلف را حس نموده و عوامل جنبی مانند گرد و غبار ، بخار آب و دود وذرات دیگر معلق در هوا در كار این سنسور تأثیر نمی گذارند همچنین فرم ، شكل ظاهر و رنگ اجسام نیز تأثیری برروی كار این سنسور نداشته و مواد در سه حالت جامد ؛ مایع ، گاز قابل حس می باشند فقط می بایستی اجسام جذاب امواج صوتی مانند سطوح متخلخل ، لباس و پشم شیشه ، امثالهم در مسیر امواج نباشد .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

در سنسورهای صوتی غالباً فرستنده و گیرنده در یك واحد متمركز بوده ولی سنسورهای صوتی با گیرنده و فرستندة‌جدا از هم نیز وجود دارد از این سنسور ها غالباً در صنایع غذایی ، سیستمهای انتقال اشیاء، كارخانه های تولید شیشه ، مواد مصنوعی و فلز ، انبار كالا و امثالهم استفاده می گردد .

مزیت این سنسورها به شرح زیر می باشند :

  • برد آنها زیاد می باشد ( چندین متر )
  • اشیاء بی رنگ نیز قابل حس می باشند
  • اجسام شفاف را برعكس سنسورهای نوری می توان تشخیص داد
  • در مقابل آلودگی هوا و كثیف شدن حساس نیستند
  • در محیط های باز قابل استفاده می باشند .
  • امكان تشخیص اجسام بدون تماس در یك فاصله كاملاً دقیق امكان پذیر باشد

در مقابل مزیت های ذكر شده می توان معایب زیر را برای این نوع از سنسورها برشمرد

  • در صورت قرار گرفتن یك جسم بصورتی كه امواج انعكاسی به جهتی دیگر بغیر از جهت سنسور فرستاده شود امكان دریافت امواج وجود نداشته و به همین جهت سطوح منعكس كننده می بایستی عمود بر محور انتشار امواج قرار گیرد .
  • سرعت عكس العمل این سنسور نسبتاً كم می باشد و محدودة فركانس قطع ووصل 1 الی 125 هرتز می باشد
  • سنسور های صوتی گرانتر از سنسورهای نوری می باشند

درجدول 1-7 برخی از مشخصات فنی این سنسورها جهت اطلاع ذكر گردیده است .

typ.24 V DC Operating voltage
Up to 10 m

 

Nominal switching distance

(usually adjustable)

any, With the exception of sound- absorbing materials Object material
100…400 mA DC Switching current (transistor output)
0°C…70°C, partly as low as – 10°C Ambient operating temperature
moderate Sensitivity to dirt
Long Service life
30 kHz… 300kHz Ultrasonic frequency
1…125 Hz Switching frequency
Cylindrical ,block-shaped Design
typ. IP 65

max. up to IP 67

Protection to IEC 529,DIN 40 050

Table 7.1: Technical data of ultrasonic sensors                                        

در سنسورهای صوتی علاوه بر یك دیود نوری ، پتانسیومتر قابل تنظیمی كه محدودة كاری سنسور را مشخص می نماید تعبیه شده است همچنین نوع دیگری از این سنسور كه قابل برنامه ریزی می باشد . و دارای یك مدار الكترونیكی می باشد. وجود داشته كه می توان محدودة كاری را از قبل در آن برنامه ریزی نمود و سپس انتخاب كرد. همچنین در بعضی از این سنسورها ورودی سینكرون وجود داشته كه در صورت استفاده از چند سنسور صوتی كه در كنار هم، اختلالی در كار یكدیگر ایجاد ننمایند. در صورتی كه این واحد ورودی وجود نداشته باشد. می بایستی حداقل فاصله بین سنسورها رعایت گردد كه جدول زیر محدودة كاری و فاصله سنسورها از همدیگر را نشان می دهد. ( جدل 2-7)

Typical minimum distance (cm) Detection range (cm)
>15 6… 30
>60 20… 100
>250 80…600

Table7.2 : Lateral minimum distance between two parallel ultrasonic proximity sensors

مقادیر ذكر شده در جدول برای اجسامی می باشند كه بصورت عمود بر محور انتشار امواج قرار گرفته و اعداد ذكر شده می توانند تغییر نمایند. اگر دو سنسور صوتی در مقابل همدیگر قرار گرفته باشند می بایستی حداقل فاصله آنها را از جدول 3-7 بدست آورد.

Typical minimum distance (cm) Detection range (cm)
>120 6… 30
>400 20… 100
>2500 80…600

Table7.3 : Minimum distance between opposing ultrasonic proximity sensors

همچنین اگر در كنار یك سنسور صوتی مانعی وجود داشته باشد كه بتواند امواج صوتی را منعكس نماید. می بایستی حداقل فاصله ای بین سنسور و این دیواره در نظر گرفت. كه در جدول 4-7 این فواصل ذكر گردیده است.

In cases where a wall or other reflecting objects are adjacent to an ultrasonic sensor, the following values apply:

Typical minimum distance (cm) Detection range (cm)
>3 6… 30
>15 20… 100
>40 80…600

Table7.4 : Minimum distance between ultrasonic proximity sensors and a lateral, reflecting wall.

اندازة اشیاء در حس نمودن آنها توسط سنسور صوتی مهم می باشد اگر مخروط انتشار امواج صوتی را در نظر بگیریم ( شكل 3-7) در این صورت اگر ابعاد جسم در ارتباط با زاویة انتشار كوچك باشند، امواج صوتی از اطراف جسم مورد نظر عبور كرده و از دیواره های كناری و یا از مانع پشت جسم منعكس گردیده كه باعث اختلال در كار سنسور خواهد گردید. در اینگونه موارد به خاطر عدم وجود اطلاعات در این زمینه كار می بایستی از طرف كارخانه سازنده ذكر گردد. می بایستی حداقل فواصل مورد نیاز توسط آزمایش بدست آورد.

توسط سنسورهای صوتی می توان ورقه های خیلی نازك تا ضخامت 01/0 میلیمتر را بصورت افقی ( ضخامت) تشخیص داد.

در سنسورهای صوتی كه گیرنده و فرستنده در یك واحد متمركز می باشند می بایستی حداقل فاصلة اجسام از سنسور در نظر گرفته شود. زیرا این سنسورها مدت زمانی را جهت دریافت و تحلیل سیگنالهای دریافتی احتیاج دارند و در صورتی كه فاصله اجسام خیلی كمتر از مقدار مجاز باشد، میتواند باعث ایجاد سیگنالهای اشتباه گردد. با توجه به شكل 2-7 می توان گفت كه:

td+to<=tp . همچنین بر طبق شكل 4-7 برای سطوح صاف و صیقلی حداكثر 3 الی 5 درجه انحراف از موقعیت عمود بر محور انتشار امواج صوتی جایز بوده و در غیر اینصورت امواج منعكس شده به گیرنده برخورد نخواهند كرد. البته اگر سطوح اشیاء ناصاف و یا دارای زوایای مختلف باشند، زاویه انحراف می تواند بزرگتر باشد.

1-7- تأثیر حرارت، رطوبت و فشار هوا بر سرعت انتشار امواج صوتی

سرعت امواج صوتی به ازای هر یك سانتیمتر دما 8/1% تغییر می كند و اثرات دما را نیمتوان خنثی نمود. رطوبت هوا در در درجه حرارت پایین تر از 40 درجه سانتیگراد حداكثر تغییرات سرعت امواج صوتی را در حدود 4/1% بین 0 تا 100% رطوبت نسبی را ایجاد می نماید. فشار هوا تأثیر چندانی بر روی سرعت امواج نداشته و فقط در ارتفاعات خیلی بالا به مقدار كمی سرعت كاهش می یابد.

2-7- تأثیر حرارت اجسام

در اجسام خیلی داغ مانند فلزات مذاب، حرارت ایجاد شده باعث تلاطم در هوای اطراف گردیده كه این امر باعث اختلال در انتشار امواج صوتی می گردد. در اینگونه موارد می بایستی از طریق آزمایش شرایط كاری سنسور را تعیین نمود.

اولین فاكتور جهت انتخاب یك سنسور مناسب جنس شی مورد نطر می باشد. فلزات را می توان با سنسورهای القائی كه از نظر قیمت نیز مناسب می باشند. تشخیص داد. البته به برد كم این سنسورها كه 4/0 الی 10 میلیمتر می باشد، می بایستی دقت نمود. برای فواصل بزرگتر میتوان انواع مختلف سنسورهای نوری را استفاده نمود. سنسورهای خازنی را میتوان برای اكثر مواد استفاده نمود. ولی این سنسورها مانند سنسورهای القائی دارای برد كمی می باشند و از طرفی اجسام با حجم بسیار كم قابل حس نیستند. سنسورهای صوتی نیز مانند خازنی و نوری برای اكثر اجسام با جنسهای متفاوت قابل استفاده می باشند.

همچنین عوامل دیگری مانند نحوة تشخیص اجسام، نحوه و امكانات نصب سنسور و شرایط محیط كاری سنسور از فاكتورهای مهمی می باشند كه می بایستی آنها را در نظر گرفته و با توجه به انواع سنسورهای موجود، مناسبترین آنها را انتخاب نمود.

فاكتورهای ذكر شده در بالا بصورت سیستماتیك بشرح زیر طبقه بندی می شوند:

* مواد هادی جریان برق

– آهن

– فولاد

– برنج

– مس

– آلومینیوم

– نیكل

– كرم

– مواد غیر هادی كه پوششی از مواد هادی در روی آنها وجود دارد و احتمالاً ضخامت این لایه میبایستی مشخص گردد.

– گرافیت

– غیره

* مواد عایق جریان برق

– مواد مصنوعی

– كاغذ

– چوب

– پارچه

– شیشه

– غیره

* مشخصات ظاهری مواد عایق

– شفاف و غیر شفاف

– آیا نور را می توانند منعكس كنند و یا خیر؟

– مواد همگن و یا غیر همگن

– متخلخل و یا رشته ای

– جامد، مایع یا روان

– ضریب دی الكتریك

* اندازه و شكل

– ابعاد اجسام را دسته بندی نموده و حتی الامكان بر حسب شكل های هندسی موجود مانند دایره، مربع، كره و امثالهم تقسیم بندی نمود.

* عوامل مؤثر در نحوة تشخیص اجسام

– بصورت تماسی و با بدون تماس

– فاصله بین سنسور و اجسام

– سرعت اجسام كه می بایستی حس گردند.

– ایا اجسام همواره به صورت مشخصی در مقابل سنسور قرار می گیرند و یا تغییر می كنند؟

– فاصلة بین دو جسم كه قرار است حس و تشخیص داده شوند.

– نوع موانع و یا دیواره های اطراف یك جسم.

* شرایط نصب

– آیا جای كافی برای نصب سنسور وجود دارد؟ آیا باید از نوع مینیاتوری استفاده كرد؟ آیا باید از فیبر نوری استفاده نمود؟

– آیا میبایستی از داخل شكافی جسمی را حس نمود؟

– آیا لازم می باشد كه سنسورها بصورت متمركز و كوچك نصب گردند؟

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment