德国图尔克TURCK超声波传感器 RU40U-M18M-UP8X2-H1151工作原理

德国图尔克TURCK超声波传感器通过非接触无磨损的超声波检测大目标物体。物体是否透明、是否为金属或非金属，液体、固体或是粉状均不会影响它的工作。我们的超声波传感器有多种不同设计、检测范围、声波角、输出类型供用户选择。其中大部分都具有温度补偿、噪音抑制和连接电缆（用于自动同步）。 

超声波传感器

直反式传感器

Order number: 1610008超声波传感器光滑检测面

密封的圆柱形外壳 M18

通过M12 x 1接插件连接

温度补偿

盲区：2.5 cm

有效距离：40 cm

分辨率：0.5 mm

声波锥锥角：±15°

1 × 开关量输出，PNP

可示教设置

常开/常闭可编程

德国图尔克TURCK超声波传感器是利用超声波特性实现检测的设备，其工作原理基于超声波的发射、传播和反射特性，通过测量声波往返时间或相位变化来判断目标物体的存在、距离或位置。以下是其核心工作原理及关键细节：

一、基本工作原理

1. 超声波的发射与接收

发射端：传感器内部的压电换能器（通常为陶瓷材料）在电信号激励下产生高频振动（频率一般为 20kHz~200kHz，超出人耳听觉范围），从而发射超声波脉冲。

接收端：同一或独立的压电换能器用于检测反射回来的超声波信号。当声波遇到目标物体时，部分能量会被反射回传感器。

2. 时间差测距法（脉冲回波法）

测量原理：传感器发射超声波脉冲后，开始计时；当接收到反射回波时，停止计时。根据声波在空气中的传播速度（约 340m/s，受温度影响），通过以下公式计算目标距离：距离传播速度时间差

（除以 2 是因为声波需往返传感器与目标之间）。

TURCK超声波传感器关键参数：

盲区：靠近传感器的区域因发射脉冲余震可能无法检测（需确保目标在盲区外）。

检测范围：取决于传感器功率，图尔克产品通常覆盖几厘米至数米（如 UB 系列可达 8 米）。

3. 多普勒效应（可选模式）

部分型号（如用于检测移动物体的传感器）利用多普勒效应：当目标物体移动时，反射声波的频率会发生变化，通过检测频率偏移量判断物体的运动方向和速度。

二、核心技术特点（图尔克产品优势）

抗干扰设计

采用宽波束或窄波束聚焦技术，减少环境光、粉尘等干扰（如通过声呐罩优化声波传播方向）。

支持多传感器同步工作，避免相邻传感器的声波相互干扰（通过编码脉冲或不同频率实现）。

温度补偿机制

声波传播速度受温度影响（如 0℃时约 331m/s，20℃时约 343m/s），图尔克传感器内置温度传感器，自动修正计算结果，提升测量精度（误差可控制在 ±1% 以内）。

多种检测模式

TURCK超声波传感器标准模式：检测固定距离的物体（如液位、高度测量）。

限定模式：检测物体是否在预设距离范围内（如传送带物体到位检测）。

透明物体检测：针对玻璃、塑料等透明材料，通过调整回波强度阈值实现检测。

三、典型应用场景

工业自动化

生产线工件计数、定位与分拣（如检测传送带上的零件是否到位）。

液位 / 料位监测（如储罐内液体或固体物料的高度测量）。

物流与仓储

叉车托盘检测、货架库存高度监测（非接触式测量避免磨损）。

智能交通

停车场车位检测（通过测量地面反射判断车位是否占用）。

特殊环境

粉尘、烟雾或黑暗环境中的检测（如煤矿、粮仓，声波不受可见光影响）。

四、选型与安装注意事项

选型关键参数

检测距离：根据目标范围选择对应量程的型号（如 UB200-30GM60-E5-V1 检测范围 0.1~2m）。

波束角度：宽波束（如 15°）适合大范围检测，窄波束（如 3°）适合精准定位。

输出类型：PNP/NPN 开关量、模拟量（4-20mA/0-10V）或 IO-Link 通信接口。

TURCK超声波传感器安装要点

避免传感器正前方有强反射面（如金属板）或吸收声波的材料（如泡沫）。

多传感器并排安装时，需保持足够间距（通常≥2 倍检测距离），防止串扰。

高温环境（如 > 80℃）需搭配冷却装置，或选择耐高温型号（如图尔克 UST 系列）。

五、与其他传感器的对比

类型优势局限性

超声波传感器 非接触检测、抗光干扰、成本适中 不适用于真空环境，受风速影响 

光电传感器 精度高、响应快 受颜色、透明度影响大 

毫米波雷达 穿透性强、适合复杂环境 成本高、体积较大 

通过以上原理和设计，图尔克超声波传感器在工业自动化领域实现了高可靠性的非接触式检测，尤其适合对环境适应性和稳定性要求高的场景。实际应用中需结合具体工况选择型号，并优化安装位置以确保性能。