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堡盟SONUS：世界上最小最轻的超声波传感器

http://cn.newmaker.com 5/12/2008 4:15:00 PM 佳工机电网

SONUS是堡盟公司推出的世界上最小最轻的超声波传感器。这些外壳尺寸仅为10 x 14 x 27毫米，重量仅为4克的传感器设立了新的应用标准。计数、定位、测量——SONUS系列传感器可以精确执行此类任务。堡盟将其在久经考验的超声波和光学传感器产品领域积累的丰富经验融入到SONUS传感器的外壳设计、连接选项以及操作中。准备大吃一惊吧！

超声波技术与SONUS

与电磁波不同，声波只能在物质中进行传播。这种传播的前提条件是特定介质的弹性特征。因此我们知道超声波可以通过固体、液体和气体介质传播。所有以前的堡盟超声波传感器以及新的SONUS系列都仅采用空气作为声波传播的介质。如同人耳可以听到的声波一样，超声波传感器产生的声波也会被固体或液体反射。超声波传感器工作的声波频率范围从约250 kHz至400 kHz以上，因此远远高于人耳可以听到的范围。堡盟仅使用压电陶瓷声波传送器以及相应的适配层来将声能传递至传输介质空气中。使用包含有优化装配工艺的特殊制造技术，堡盟已经成功地在微小的SONUS 外壳中安装了声波传送器，尽管尺寸很小，但仍能以最小的盲区获得最大的感应距离。此外SONUS呈现出极小的声束角，几乎没有两侧多余的声束波。只有通过这种方式，SONUS才能够“观察”到开口直径远小于1厘米的容器内部。

在传感器中使用超声波技术可以认为是代表了当前的技术发展水平。很久以前，堡盟就已经提出了全面的超声波传感器产品开发计划。但是，将超声波技术集成到至今为止只有光学传感器才使用的微型外壳中，是堡盟面临的一项重大挑战。只有依靠现有的超声波传感器以及超小型光学传感器的开发经验，才能在微型化方向迈出重要的一步。现在，凭借新型SONUS超声波传感器产品系列，堡盟实现了在微型化领域的重大飞跃。

新产品将所有相关的先进技术融为一体，使外壳尺寸仅10 x 14 x 27毫米，重量小于4克，测量范围10至200毫米，分辨率降至0.3毫米以下。其中最大的挑战是要将各个元件（例如作为传感器心脏的特殊声波传送器）以及其它电子元器件安装于一个微型外壳中，以创造具有完全工业级性能，同时还符合所有相关标准的传感器系列。这不仅包括整个电路在ASIC（特定用途集成电路）中的集成、微处理器的应用、特殊PCB技术的使用以及最小可用元器件的关键应用，还包括专门制造工艺的开发，从而确保传感器可靠而经济地进行生产。但是尽管具有独一无二的微型化水平，SONUS传感器完全符合工业设备的规范要求。

应用

SONUS以其特有的形状和功能性，开启了超声波技术领域的全新应用。微型容器的液位监控和测量到目前为止仍是光学传感器甚至是光纤光电传感器的专属领域。不久以后，SONUS在该领域的测量应用也将成为现实，而无论是何种颜色或透明度的介质。小声束角可以防止传感器之间的相互干扰。如果由于安装条件的限制，尽管可能存在相互干扰的风险，但通过安装适当的附件可以进一步的减小干扰。其它选项还包括同步或多路传输模式，它们可在非常拥挤的安装条件下消除相互干扰。所有SONUS传感器均具有该辅助功能。SONUS首次可以使多个超声波传感器可以外壳靠外壳排列安装，以“凝视”测试管或微量滴定板。

不同颜色的反射或透明物体的高度测量

在需要快速移动或机动性的应用中，仅节省几克的重量常常就会使情况完全不同。这方面的应用挑战有很多，例如漆和粘合剂在电子和印刷生产中应用、医疗和制药行业中的分析仪器和自动吸液管系统等。SONUS系列的传感器仅重4克，毫无疑问是同类产品中最轻的超声波传感器。它们为用户提供将传感器直接安装在移动元器件或组件上的新方式。

XY工作台上带集成测量传感器的单元

有了SONUS，尺寸和重量将不再成为障碍，因此即使是纤细的机械臂也可以安装超声波传感器，这就使机器人具有了“视觉”。SONUS测量传感器甚至能在机器人关闭其手爪之前将组件的高度信息传输至控制器，从而实现明显更有效的加工处理。

带集成测量用超声波传感器的机器人手爪

超声波传感器的其它突出优点包括它不受物体颜色和透明度以及灰尘、污染和振动的影响。对工业应用而言，另一个重要优点在于它们对干扰光源和反射光的抗干扰能力，而采用其它技术时这些干扰常常会导致错误操作。在这一方面，SONUS传感器是已经广泛应用的光学传感器的完美补充。

SONUS版本和功能

超声波传感器在安装空间极其受限的条件下的应用范围已经非常广泛，并且还在继续快速扩大。SONUS系列不仅提供带PNP或NPN输出的可编程接近式传感器，以及用于就位检查或物体计数的NC/NO功能，还提供用于距离和行程测量的带模拟量输出的可编程传感器。接近式传感器难以检测吸音材料，例如开孔泡沫、粗纤维纺织品或软木上的粗切面。在这些情况下，可以采用超声波反射板式传感器。超声波被导向一个光滑的背景表面，然后将结果值保存在传感器中以备参考。那么在传感器和参考面之间通过的任何其它物体（无论是否吸音、光反射或透明），都会导致声音传播的中断，从而激活开关输出。

进行液位监测是超声波传感器最常见的任务之一。简单的接近式传感器也可以用来快速检查容器中的高液位和低液位。SONUS系列中的测距传感器可用于连续的液位监测任务。其线性信号输出精确地反映了传感器的有效表面与介质表面之间的距离。低于0.3毫米的分辨率甚至能够可靠地测量最小的体积变化。

拥有以上所有优点的新型SONUS系列代表了计数、定位和测量工作的最佳解决方案，所涉及的领域包括搬运、机器人技术、实验室仪器制造、各种类型的填充设备以及半导体和包装行业等。

编程

所有传感器的测量范围均可以通过外壳内的自学习按钮或外部自学习输入进行快速调节，以适应具体的应用条件。外部自学习输入可以作为独立针脚或导线提供。这使得编程功能可直接由应用控制人员接管，从而开启了全新的应用方式。其中一项新功能就是可进行NC/NO功能编程。尽管功能性丰富，但仍然保持了尽可能用户友好的编程结构。这意味着所有堡盟传感器的操作——无论是光学传感器、电感式传感器还是超声波传感器，都是基于相同的基础构架。

连接选项与附件

随着机械集成密度的提高，开发工程师面临着安装条件方面的更大挑战。堡盟对这一趋势做出了回答：SONUS系列极其紧凑的外壳以及全面的安装附件系列提供了明显的优势。节约空间的电缆版本对最小外壳尺寸的应用效率提供了进一步的支持。高柔性电缆的弯曲半径使传感器可以安装在略微大于外壳本身的空间中。此外，电缆可以沿着任何需要的方向引出。SONUS连接头版本可以方便地连接现有电缆或线束。引线接头版本结合了这两种优点：节约空间和安装简单。

仅使用单一螺钉的巧妙紧固设计理念将在SONUS的安装过程中证明它的价值：大大减少安装时间——而时间就是金钱！注塑在外壳中的螺柱可以提供防扭固定。这一理念已经在堡盟制造的激光和红外线传感器以及光纤光电传感器中证明它的价值。

结束语

尽管尺寸很小，SONUS 超声波传感器仍然具有全面的功能，并提供多种安装附件。这一新的产品系列是我们与经验丰富的传感器用户之间无数的次探讨以及堡盟密集的技术开发的结晶。通过SONUS这一致力于提升应用效率的新产品系列，堡盟证明了自己在开发高科技传感器方面的丰富经验和强大实力。

在6月份即将在京举行的第12届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会上，此SONUS超声波传感器将和其他堡盟中国最新的高端产品共同亮相2008FA/PA，其中还包括传感器单元、运动控制单元、过程仪表单元最新的高品质自动化元件以及高精准的自动化系统等，以期给观众带来与全球同步的技术信息。届时欢迎各位光临我们的展位8A 89-96 北京•中国国际展览中心 6月10日－13日

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