מה הם חיישנים אולטראסוניים וחשיבותם לתעשייה

מה זה חיישן אולטראסוני?

חיישן אולטראסוני הוא מכשיר המשתמש בגלי קול בתדרים גבוהים מהטווח הנשמע של בני אדם (בדרך כלל מעל 20 קילו-הרץ) כדי לזהות ולמדוד מרחקים לעצמים. הוא פועל על בסיס עקרון ההד, בדומה לאופן שבו עטלפים מנווטים ומזהים עצמים בסביבתם.

החיישן מורכב משני מרכיבים עיקריים: משדר ומקלט. המשדר פולט גלי קול בתדר גבוה, והמקלט מזהה את ההדים של אותם גלים המוחזרים מעצמים סמוכים. על ידי מדידת הזמן שלוקח לגלי הקול לעבור אל העצם ובחזרה, החיישן יכול לחשב את המרחק בינו לבין האובייקט.

הפעולה הבסיסית של חיישן אולטראסוני כוללת את השלבים הבאים:

1. המשדר פולט פרץ של גלים קוליים.
2. גלים אלו נעים באוויר ופוגעים באובייקט.
3. הגלים מוחזרים מהאובייקט כהדים.
4. המקלט מזהה את ההדים ומודד את הזמן שלוקח להם לחזור.

בהתבסס על זמן זה ומהירות הקול, המרחק לעצם מחושב באמצעות נוסחאות מתמטיות פשוטות.

מה הם היישומים השונים בהם חיישן אולטראסוני נפוץ ביותר?

מדידת מרחק: חיישן אולטראסוני יכול למדוד במדויק את המרחק בין החיישן לאובייקט, אפילו בסביבות מאתגרות. הם נמצאים בשימוש נפוץ ברובוטיקה, אוטומציה תעשייתית ומערכות סיוע בחניה.

זיהוי קרבה ומכשולים: חיישנים אולטראסוניים יכולים לזהות נוכחות של עצמים או מכשולים בטווח מסוים. הם משמשים ביישומים כמו מערכות אבטחה, דלתות אוטומטיות ומערכות למניעת התנגשות בכלי רכב. ניתן להשתמש בחיישנים אולטראסוניים למדידת רמת הנוזלים או חומרים גרגירים במיכלים. הם נמצאים בשימוש נפוץ בהליכי ייצור, בתעשיה ובחקלאות.

מעקב אחר אובייקטים: על ידי מדידה מתמשכת של המרחק לאובייקטים, חיישנים אולטרסוניים יכולים לעקוב אחר התנועה של אובייקטים בטווח החישה שלהם. יכולת זו שימושית ביישומים כגון מערכות ניטור ומעקב אחר תנועה.

חיישנים אולטראסוניים מציעים יתרונות כגון פעולה ללא מגע, דיוק גבוה ועמידות בפני גורמים סביבתיים כמו אבק, לחות ושינויי טמפרטורה. עם זאת, יש להם מגבלות, כולל טווח מוגבל, רגישות לחומרים או צורות מסוימות של עצמים, והפרעות פוטנציאליות ממקורות קוליים אחרים בסביבה.

כיצד יכולים מפעלים ותעשיות שונות להפיק תועלת משימוש בחיישנים מסוג זה?

חיישני מרחק אולטרסוניים פועלים על עיקרון ללא מגע, כלומר אינם דורשים מגע פיזי עם העצמים הנמדדים. תכונה זו היא יתרון במצבים שבהם מגע עלול לגרום נזק לחלקים עדינים או נעים. זה גם מאפשר מדידות של עצמים בתנועה מבלי לשבש את התהליך. החיישנים יכולים למדוד מרחקים בחומרים ובמשטחים שונים, כולל מוצקים, נוזלים ואבקות. הרבגוניות הזו הופכת אותם למתאימים למגוון רחב של יישומים, כגון ניטור מפלס במיכלים, זיהוי אובייקטים, אימות של מיקום חלקים וחישת נוכחות.

חיישן אולטראסוני נועד לעמוד בפני סביבות תעשייתיות מאתגרות. לעתים קרובות הם בנויים עם מארזים קשיחים, עמידים בפני אבק, לחות ורעידות. עמידות זו מבטיחה ביצועים אמינים ועקביים בתנאים קשים הנפוצים במפעלים.

יתרון נוסף של החיישנים האולטראסוניים שהם מתאימים למערכות אוטומציה ויכולים להשתלב בקלות בהגדרות הקיימות במפעל. הם יכולים לתקשר עם  בקרים מתוכנתים (PLC) או מערכות בקרה אחרות, מה שמאפשר ניטור בזמן אמת וקבלת החלטות אוטומטית המבוססת על מדידות המרחק.

חיישנים אולטראסוניים עוזרים לייעל תהליכים ולשפר את היעילות במפעלים. הם יכולים לסייע במיקום עצמים במדויק, לצמצם שגיאות ולהבטיח יישור נכון. דיוק זה יכול להוביל לשיפור באיכות המוצר, להפחתת הפסולת שנוצרת בתהליך הייצור ולהגברת הפרודוקטיביות הכוללת. יתרונות אלו הופכים אותם לכלים יקרי ערך עבור מגוון רחב של יישומים במסגרות תעשייתיות.

חברת Baumer השוויצרית המיוצגת על ידי חברת ‘אוטומציה ירוחם’ בישראל, היא חברה בינלאומית המייצרת טכנולוגיית חיישנים, אנקודרים, כלי מדידה ורכיבים עבור עיבוד תמונה. בין היתר מתמחה החברה בייצור חיישנים אולטראסוניים.

‘אוטומציה ירוחם ‘מספקת פתרונות מלאים וכוללים לתעשייה. טווח המוצרים שלנו בשילוב היכולות המקצועיות ממגוון המחלקות, נותן לנו את האפשרות לספק פתרונות ייחודיים ומותאמים אישית.