KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2009

Echo to fala ultradźwiękowa odbita od przeszkody, która wraca do czujnika (przetwornika).

Czujnik wysyła impuls, a następnie "nasłuchuje" powrotu sygnału. Informacja o tym, że echo wróciło (i jak silne jest), pozwala wnioskować o obecności i odległości obiektu.

Pomiar polega na wysłaniu fali ultradźwiękowej i odebraniu jej po odbiciu od przeszkody.

Najczęściej analizuje się czas przelotu sygnału (tam i z powrotem). W wersjach analogowych czujnik może podawać napięcie/prąd proporcjonalny do odległości wyznaczonej z echa.

Bo do wyznaczenia odległości potrzebny jest sygnał powrotny do czujnika.

Pochłanianie oznacza "znikanie" energii fali w materiale/środowisku, co raczej osłabia pomiar. Odbicie tworzy echo, które czujnik może wykryć i na jego podstawie obliczyć/określić odległość.

Tak, rozproszenie może występować, zwłaszcza gdy powierzchnia obiektu jest chropowata lub ustawiona pod niekorzystnym kątem.

Wtedy fala rozchodzi się w wielu kierunkach i mniej energii wraca do czujnika. Jednak sama zasada pomiaru odległości opiera się na odbiciu i powrocie echa.

Echo może być słabsze przez: pochłanianie w materiale obiektu, tłumienie w ośrodku (np. powietrzu), niekorzystny kąt ustawienia powierzchni, dużą odległość lub mały rozmiar przeszkody.

W praktyce skutkuje to gorszą stabilnością wskazań lub brakiem detekcji.

Gdy do czujnika nie wróci wystarczająco silne echo.

Dzieje się tak np. przy powierzchniach silnie pochłaniających dźwięk, przy obiekcie ustawionym pod kątem (odbicie "ucieka" na bok), przy bardzo małych elementach albo gdy obiekt znajduje się poza zakresem pracy czujnika.

Oznacza to, że na wyjściu czujnik podaje sygnał ciągły (np. napięcie lub prąd), który zmienia się wraz z odległością.

Wewnętrznie nadal wykrywa echo po odbiciu fali, a następnie przetwarza wynik na wielkość analogową wygodną dla sterownika PLC lub układu pomiarowego.

Jeśli pytanie dotyczy pomiaru odległości i wymaga sygnału wracającego do czujnika, właściwym zjawiskiem jest odbicie (echo).

Pochłanianie kojarz z osłabieniem sygnału i stratami energii, a nie z mechanizmem uzyskania informacji o dystansie.

"Wzmocnienie" to zwykle pojęcie z elektroniki (tor wzmacniacza, czułość odbiornika), a nie opis tego, co dzieje się z falą na obiekcie.

Przeszkoda może falę odbić, częściowo pochłonąć lub rozproszyć. Nie jest typowym zjawiskiem, że fala po zderzeniu z obiektem "ulega wzmocnieniu".

Skup się na zasadzie działania: emisja impulsu, powrót echa po odbiciu, pojęcie strefy martwej i typowe problemy (kąt, materiał, tłumienie).

Warto też przećwiczyć rozróżnianie zjawisk falowych: odbicie, pochłanianie, rozproszenie, aby nie mylić ich w testach.