Sensor e técnicas de medição por ultra-som

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

METROLOGIA E INSTRUMENTAÇÃO

CLAUDIO MACHADO JÚNIOR

SENSOR E TÉCNICAS DE MEDIÇÃO POR ULTRA-SOM

Projeto de Pesquisa apresentado na disciplina de Iniciação à

Paim Costa

CAXIAS DO SUL

2014

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 3

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 4

2.1 SENSORES ULTRA-SÔNICOS 4

3 CONCLUSÕES 9

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10

1 INTRODUÇÃO

O intuito ao desenvolver esse trabalho é mostrar o funcionamento de um sensor ultra-sônico, seus modos de utilização e aplicações.

Os sensores ultra-sônicos são muito utilizados com o intuito de automatizar processos dentro do ramo industrial e facilitar na produção, montagem e outros seguimentos.

Neste trabalho é possível compreender seus princípios, funcionamento e vantagens em suas aplicações.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 SENSORES ULTRA-SÔNICOS

Pode-se dizer é um instrumento que tem a função de operar emitindo e recebendo ondas sonoras de alta freqüência. O instrumento tem a função de medir o tempo levado para a recepção do eco produzido quando essa onda se choca com um objeto capaz de refletir o som, isto é, o intervalo de tempo medido entre o impulso sonoro emitido e o eco do mesmo. Quando o objeto reflete esse pulso, o eco resultante é recebido e convertido em um sinal. A detecção do eco incidente depende da intensidade e da distância entre o objeto e o sensor ultra-sônico.

Na Fig.1, tem-se um sinal típico emitido por um eco.

Figura 1 – Sinal produzido por um eco

Tanto o emissor como o receptor estão montados na mesma unidade, portanto, é necessário que haja uma reflexão (eco) do ultra-som de modo que este ative o receptor.

É necessário que haja um cuidado ao utilizar um sensor deste tipo devido ao alinhamento angular. Dependendo da inclinação do alvo o eco pode desviar-se para uma direção diferente do sensor, não chegando ao receptor.

As faixas de medições que o sensor pode monitorar variam de acordo com o modelo e as aplicações escolhidas, podem variar de milímetros a metros.

Sensores desse tipo podem ser utilizados em várias aplicações como, para detectar substâncias em diversos estados em reservatórios permitindo a medida de nível, a presença de pessoas, níveis de materiais, detecção independente de cor e material, objetos transparentes entre outros.

A seguir seguem os exemplos de modo de operação, a Fig.2 mostra o modo oposto, onde um sensor emite a onda sonora e outro montado de maneira oposta ao emissor, recebe a onda sonora.

Figura 2 – Modo oposto

A Fig.3 mostra o modo difuso de sensor ultra-sônico, onde o mesmo sensor emite uma onda sonora e depois ouve o eco que retorna do objeto.

Figura 3 – Modo difuso

As técnicas