2.4.1 Ультразвукові приймачі-передавачі фірми Massa.

Майже не існує матеріалів, які не можуть бути виявлені ультразвуковими датчиками. Тому ультразвукові вимірювачі - ідеальний розв'язок для визначення положення та відстані до об'єкта в тяжких умовах експлуатації з точністю до міліметра. Ультразвукові датчики, на відміну від фотоелектричних, не піддаються впливу навколишнього середовища та дозволяють проводити виміри в запилених, задимлених приміщеннях, а також у приміщеннях з високим рівнем шуму. Більше того, датчики дозволяють вимірювати відстань до об'єктів будь-якої форми, кольору та розміру, а також вироблених з різних матеріалів. Діапазон спрацьовування датчиків дуже широкий: від 100 мм до 6 м.

Конструктивно датчики SICK AG являють собою ультразвуковий передавач і приймач, об'єднані в одному корпусі. Принцип виміру відстані пов'язаний з виміром швидкості проходження хвилі, відбитої від об'єкта в робочому діапазоні вимірів. Залежно від області застосування, випускаються датчики із цифровим і аналоговим виходами.

На відміну від датчиків SICK, п'єзоелектричні ультразвукові випромінювачі Massa є чутливими елементами, які можуть бути використані в різних схемотехнічних рішеннях.

Переваги ультразвукових датчиків:

• безконтактне виявлення об'єкта і його відстані за допомогою ультразвуку; • висока точність вимірів;

• широкий діапазон сканування;

• сканування прозорих об'єктів і рідин;

• стійкість до забруднення навколишнього середовища ;

• компактність, захищений корпус;

• клас захисту IP 65;

• захист від короткого замикання.

Більшість ультразвукових перетворювачів, що входять до складу приладів, що промислово випускаються, і систем виміру малої потужності, працюють у діапазоні частот від 40 до 250 кГц. Провідними розробниками та виробниками ультразвукових перетворювачів найрізноманітнішого застосування (у тому числі розглянутого) компанії APC International, Parsonics, Honeywell. В останні роки в цій області активно працюють і фірми з Південно-східної Азії, однієї з яких є тайваньска Sеnсеrа.

Розглянуті в статті ультразвукові перетворювачі (УП) відносяться до розряду щодо недорогих п'єзокерамічних перетворювачів нижнього ультразвукового діапазону (25 - 40 кГц) широкого застосування, що працюють у повітряному середовищі. Незважаючи на невисоку ціну, перетворювачі, завдяки використовуваним конструктивно-технологічними рішенням, мають гарні електричні та механічні характеристики, що є серйозною передумовою одержання надійних радіоелектронних виробів широкого застосування на їхній основі. УП фірми Massa призначені для роботи в повітряному середовищі, але, очевидно, можуть бути використані і для роботи в не агресивному газовому середовищі з характеристиками, подібними повітряному, природному, з урахуванням швидкості поширення звуку в конкретному середовищі. Є два конструктивні виконання перетворювачів виробництва фірми Massa - відкрите, де зовнішнє повітряне середовище має безпосередній контакт із п'єзокерамічним випромінювачем, і закрите, де випромінювач-приймач п'єзокерамічний перетворювач відділений від повітряного середовища герметичним корпусом. УП, п'єзокерамічний перетворювач працює як у режимі випромінювання, так і в режимі приймання, хоча для конструктивного виконання відкритого типу приймачі та передавачі виготовляються в різних корпусах з погодженими характеристиками по центральній частоті та ширині смуги пропускання. Прості на перший погляд п'єзокерамічні перетворювачі, що мають усього два виходи, є складною електромеханічною системою та характеризується набором параметрів, необхідних для конструктивних і електричних розрахунків систем на їхній основі.