德国威格勒wenglor超声波传感器工作原理

德国威格勒wenglor超声波传感器适用于检测透明、深色、光亮、反射或多孔的表面。即使存在污垢、灰尘、雾气或外来光线，传感器仍能识别物体或液体。测量值是通过发送和接收以电压、电流或 IO-Link 输出的超声波来确定的。

这些超声波传感器用来分析物体反射的声波。它们几乎可以识别任何物体，不受材料、聚合状态、颜色或透明度的影响，特别适用于液体液位和散料料位的检查或透明物体的识别。可通过 IO-Link 读取测量值，并根据应用情况以最佳方式调整传感器。采用的结构形式可装在输送段，节省空间。在探测模式下可以使用该传感器，并可将其用作超声波对射型传感器。

特点概览

设有 2 个彼此独立的切换输出端

用 NFC 无线调节

IO-Link版本1.1

既可以反射模式，也可以光栅模式

温度范围：–30…60 °C

德国Wenglor威格勒超声波传感器工作原理

核心：压电换能器 + 飞行时间 TOF（声时测距），发射高频机械声波，测声波往返时间，换算距离；属于机械波检测，不受颜色、透明度、强光影响，是威格勒 U1KT/U1RT 等系列的基础原理。

基础原理（压电效应 + TOF）

逆压电效应发射：驱动电路给压电陶瓷换能器施加高频电脉冲，陶瓷振动，向外发射 200kHz 左右高频超声波脉冲

声波在空气中传播，遇到物体表面反射回来

正压电效应接收：回波撞击换能器，机械振动转为微弱电信号

计时 + 计算距离：芯片记录【发射时刻 → 收到回波时刻】的时间差

公式：

空气中声速（约 340m/s，受温度影响，威格勒内置温度补偿）；除以 2 是因为声波走往返路程

wenglor超声波传感器重点：和光电传感器不一样，它是声波反射，不是光；透明薄膜、玻璃、PET 瓶、黑色物体都可以稳定检测，粉尘、水雾、烟雾环境也能工作。

威格勒三种工作模式

反射式（单探头，U1KT / U1RT）

发射、接收共用同一个压电振子（TR 一体）；

优点：单端安装、布线简单

特点：有盲区（死区），近距离无法识别；可 Teach-in 设定两个开关点，双输出；支持 4–20mA / 0–10V 模拟量、IO‑Link

wenglor超声波传感器典型：料位检测、托盘有无、卷料偏移、透明塑料瓶检测

对射式（分离发射头 + 接收头）

发射、接收独立分开，声波直接穿过中间空间，不需要物体反射；

原理：接收端持续接收声波，物体挡住声波 → 信号断开

优势：测距更远、信号稳定、几乎无盲区；适合叉形标签传感器（威格勒超声叉形）、透明标签检测

- 威格勒叉形超声就是该模式，标签不管透明 / 银色 / 黑色都能识别，色标光电做不了的场景

反射板模式（少数型号）

声波打到专用反射板，物体切断声波；介于反射和对射之间，适合狭长通道。

wenglor超声波传感器内部结构组成

压电换能振子：声波发射 + 接收核心

信号调理电路：放大回波、滤波，抑制环境噪音（风机、空压机噪声）

温度采集单元：自动补偿声速，温度变化时保证精度

MCU 处理单元：时间计算、Teach 参数存储、输出逻辑、IO‑Link 协议

声导管（Soundpipe，U1KT 微型款特色）：收窄声波束角，缩小声锥，防止旁边侧壁误触发，适合小容器液位、小孔检测