超聲波發(fā)射階段

傳感器內(nèi)部的核心元件是壓電晶體振子，它能實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。該傳感器工作時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)向壓電晶體振子輸出特定電信號(hào)，借助逆壓電效應(yīng)，壓電晶體將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生頻率為 230kHz 的超聲波脈沖。這些超聲波會(huì)通過傳感器的發(fā)射端，以 15° 的圓柱形孔徑角向檢測(cè)區(qū)域輻射，同時(shí)其 ±4° 的角度偏差容忍度，能對(duì)偏移角度不大的被測(cè)物體也實(shí)現(xiàn)有效覆蓋。

信號(hào)反射與接收階段

當(dāng)超聲波脈沖傳播到 60 - 800mm 感應(yīng)范圍內(nèi)的目標(biāo)物體時(shí)，會(huì)被物體表面反射形成回波。此時(shí)傳感器的壓電晶體振子切換為接收模式，反射回來的超聲波作用于振子，使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，而壓電晶體通過正壓電效應(yīng)，再將這種機(jī)械振動(dòng)重新轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，完成回波信號(hào)的捕獲。該過程中，由于超聲波的傳播特性，物體的顏色、透明度、表面光澤度等都不會(huì)影響回波的形成與接收，哪怕是包裝行業(yè)的泡罩包裝、食品行業(yè)的透明塑料碗等特殊物體，也能被可靠檢測(cè)。

距離計(jì)算與信號(hào)輸出階段

傳感器內(nèi)部的處理電路會(huì)精準(zhǔn)計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的往返時(shí)間差（Δt）。再結(jié)合經(jīng)內(nèi)置溫度補(bǔ)償修正后的聲速（標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下聲速約 343m/s，溫度變化會(huì)影響聲速，溫度補(bǔ)償功能可抵消這一影響，保障計(jì)算精度），通過公式 d=(v×Δt)/2（d 為傳感器與目標(biāo)物體的距離，v 為修正后的聲速）計(jì)算出實(shí)際距離。隨后處理電路會(huì)將距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)信號(hào)，其 1 路數(shù)字輸出可設(shè)定為常開或常閉模式，1 路 4 - 20mA 模擬輸出能實(shí)時(shí)反饋距離相關(guān)的連續(xù)信號(hào)，適配不同工業(yè)控制需求，同時(shí)開關(guān)頻率達(dá) 5Hz，可滿足常規(guī)工業(yè)場景的檢測(cè)響應(yīng)節(jié)奏。

輔助保障與參數(shù)適配機(jī)制

為確保檢測(cè)穩(wěn)定，該傳感器還具備多重輔助設(shè)計(jì)。一方面配備短路保護(hù)和過載保護(hù)，避免電路故障損壞元件；另一方面工作人員可通過 Teach 示教按鈕設(shè)定檢測(cè)相關(guān)參數(shù)，還能調(diào)整遲滯、開關(guān)點(diǎn)偏移等細(xì)節(jié)，適配不同工況。此外機(jī)身的黃色和綠色 LED 指示燈，會(huì)分別顯示開關(guān)狀態(tài)和回波接收情況，方便工作人員直觀判斷傳感器的工作狀態(tài)，快速排查異常。