Sensores Ultrasonicos



SENSORES ULTRASONICOS

Los sensores ultrasónicos son interruptores electrónicos que trabajan sin contacto. La parte emisora genera pulsos de sonidos muy fuertes dentro del rango del ultrasonido. Hay sensores ultrasónicos unidireccionales, pero la mayoría son bidireccionales. Aquí se aprovecha el efecto del rebote del sonido debido a la presencia del objeto.
Según el tiempo quetranscurre en ir y regresar el pulso sónico, se puede determinar la distancia entre el sensor y el objeto.
Las ondas sónicas solo pueden irradiarse si existe un medio. Este medio puede ser, para el caso del ultrasonido un gas, un fluido o un material rígido. Normalmente los sensores ultrasónicos se emplean bajo presión atmosférica.
Tanto los delfines y ballenas, así como también los murciélagos utilizanla técnica del ultrasonido para comunicarse.
Principio de funcionamiento del sensor ultrasónico
El sensor tiene un disco piezoeléctrico montado en su superficie, el cual produce ondas de sonido de alta frecuencia.
Cuando los pulsos transmitidos pegan con un objeto reflector de sonido, se produce un eco. La duración del pulso reflejado es evaluado en el transductor.
Cuando el objetivo entradentro del rango de operación preestablecido, la salida del interruptor cambia de estado.
Cuando el objetivo se sale del rango preestablecido, la salida regresa a su estado original.



Pulso emitido



La electrónica de control activa periódicamente el amplificador de potencia, de modo que se genere durante un período de tiempo (200 ms) un voltaje senoidal muy grande (400 Vpp).
Elconvertidor acústico trabaja en este momento como si fuese un parlante y envía un pulso ultrasónico (Burst) desde 100ms - 1 ms en el rango de 40 - 400 kHz. El convertidor acústico necesita un tiempo entre dos a tres veces el tiempo de emisión del sonido para que se tranquilice otra vez.
Después de que se haya tranquilizado, la electrónica de control activa el modo de funcionamiento de recepción. Eneste caso el convertidor acústico trabaja como si fuese un micrófono. Si el pulso ultrasónico incide en un objeto, se origina una reflexión del pulso, que excitará el convertidor acústico. Este último generará una oscilación senoidal que irá al amplificador.
El pulso de eco es típicamente de amplitud mas baja.
El intervalo de tiempo entre la señal transmitida y su eco es directamenteproporcional a la distancia entre el objeto y el sensor













Zona ciega

Directamente enfrente del sensor se encuentra una zona ciega, dependiendo del sensor la zona ciega es de 6 a 80 cm del frente del sensor. Un objeto colocado en la zona ciega produce una salida inestable.

Consideraciones importantes

Superficies inclinadas
Al igual que los sensores ópticos, cuando lasuperficie del objeto está inclinada según la perpendicular al rayo emitido, no se podrá reflejar la suficiente señal hacia el elemento receptor y por lo tanto el sensor generará señales erróneas de detección.
Materiales no reflejantes
Prácticamente se pueden detectar todos los materiales a la temperatura ambiente. Incluso se detecta objetos transparentes, donde el sensor fotoeléctrico presentaalgunas dificultades en su detección.
Para materiales más difíciles como la esponja (dunlopillo), se pueden detectar aún cuando su tamaño no cubre todo el cono de detección; es decir, cuando los objetos son pequeños.
Para otros materiales como el algodón, apenas se pueden detectar y es recomendable hacer pruebas antes de emplear el sensor sónico con objetos de este tipo.


Fuertes corrientes deviento
Como se sabe, el sonido es desviado por corrientes de viento, ya que el viento es el que transporta el sonido. Es por esto que se presentan problemas cuando se tienen vientos fuertes (> 20 m/s).
Cuando se quieren detectar objetos pequeños y el viento hace que el eco de las superficies que están detrás del objeto sean retornados hacia el receptor, se presentarán problemas de detección....