面向工業應用的緊湊且堅固耐用的超聲波傳感器模塊

距離測量正在工業領域中扮演著越來越重要的角色。而工業4.0概念的推廣則進一步推動了距離測量應用的發展，比如自動化技術中的機器人技術。為滿足嚴苛工業環境的高要求，TDK開發了一種緊湊且堅固耐用的超聲波傳感器模塊。

市面上的距離測量和物體檢測技術有很多，但大多不適合工業應用。例如，基于毫米波雷達和激光雷達的系統價格昂貴并且功耗相對較高，并且光學系統受環境光、反射和霧霾污染影響較大，很少用于工業環境。而實踐證明，基于飛行時間 (ToF) 工作原理的超聲波測量方法能可靠用于工業環境。其原理是通過傳感器模塊發出短超聲波脈沖，隨后在碰觸物體表面后反射回模塊，發出到接收脈沖之間的時間與模塊和物體間的距離成正比。

截止目前，大多數可用的超聲波模塊都配備兩個分別用于發射和接收超聲波脈沖的壓電盤。TDK現已開發出一種超緊湊的創新型模塊，只用一個陶瓷壓電盤就能發射和接收超聲波脈沖，并且采用ASIC芯片生成和處理信號。圖1顯示了模塊的工作原理。

圖1 集成ASIC芯片讓TDK超聲波傳感器模塊只用一個陶瓷壓電盤即可正常工作，實現了超緊湊結構設計

除ASIC芯片之外，該超聲波模塊還集成了EEPROM和RAM，允許用戶調整模塊以適應特定工作條件。

通過高度集成實現堅固耐用且緊湊的結構設計

超聲波傳感器模塊的集成度很高，且僅配備單個陶瓷壓電盤，實現超緊湊的尺寸：直徑僅15 mm，模塊的插入高度僅13 mm（包括模塊背面的插頭）。穩固的鋁合金外殼則能提供良好的防塵防水噴濺效果。此外，獨特的結構設計使得模塊具有良好的電磁兼容性。

新的TDK超聲波傳感器模塊的測量范圍為12 cm至200 cm，測量角度為60°，并能在指定測量范圍內同時記錄測量多個目標。此外，模塊的功率很低：12 V DC的電壓的電流僅為5.5 mA。

圖2 新的TDK超聲波傳感器模塊采用緊湊且堅固的結構設計，廣泛適用于嚴苛工業環境中的不同測量任務

新的TDK超聲波傳感器模塊具有很好的通用性，適用范圍很廣，比如距離測量、檢測物體（如用于機器人）、自動駕駛工業卡車防撞，以及測定儲罐和筒倉中的液體和固體的料位。