隨著(zhù)社會(huì )自動(dòng)化程度越來(lái)越高，人們更傾向于選擇更多地代步工具，因此在上下樓道間取代樓梯的自動(dòng)扶梯應用越來(lái)越廣，包括地鐵、機場(chǎng)、賣(mài)場(chǎng)、酒店、過(guò)街地道和人行天橋等場(chǎng)合。以前的普通型扶梯無(wú)探測裝置，無(wú)法判斷是否有人乘坐，其扶梯是一直保持不斷運行的狀態(tài)，帶來(lái)了不少能源的浪費。在如今國家大力提倡節能的要求下，已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足業(yè)主的要求了，因此變頻電梯應運而生，而這種電梯最大的特點(diǎn)就是在入口處會(huì )檢測人員接近，在探測到有人乘坐時(shí)處于正常速度，而沒(méi)人時(shí)處于慢速或停止狀態(tài)，以達到節能功效。因此，一種能可靠判斷人體是否接近的傳感器裝置就顯得非常重要了。

　　邦納公司是美國一家聞名于世的傳感器制造商。其產(chǎn)品可廣泛用于全球各類(lèi)自動(dòng)化設備上，遍及港口，印刷，物流，包裝，電子，軌道交通等行業(yè)，卓越的性能更使得其產(chǎn)品適應地球上不同地方的環(huán)境。已成為北美銷(xiāo)量第一，全球銷(xiāo)量第二的傳感器廠(chǎng)商。

　　在自動(dòng)扶梯行業(yè)探測裝置，邦納公司解決方案推薦一款針對扶梯領(lǐng)域設計的超聲波傳感器產(chǎn)品—邦納T30UX超聲波傳感器。該超聲波傳感器系列是邦納T30U超聲波傳感器系列的一個(gè)擴充產(chǎn)品，全新的T30UX超聲波傳感器具有T型緊湊型結構，抗電磁及射頻干擾，更小的盲區和更遠檢測距離，并且其大范圍的操作溫度及內置溫度補償電路，使其可應用于各種惡劣的工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境。其卓越的性能參數足以讓用戶(hù)再也不用擔心該環(huán)節會(huì )有任何失誤。以下詳細地介紹這款產(chǎn)品在自動(dòng)扶梯上的安裝使用說(shuō)明以及調試方法?！?

　　T30UX超聲波傳感器

　　這款產(chǎn)品的特點(diǎn)：

　　1. 固定區域超聲波檢測，只對距離敏感，能可靠探測區域內各種顏色(包括黑色)物體，同時(shí)屏蔽區域外物體，避免誤判斷。

　　2. 探測距離可按鍵設定，電路能自動(dòng)識別和判斷，3次按鍵即可完成。

　　3. 工作溫度:－40°C ～70°C，并內置溫度補償電路，減少溫度梯度變化影響傳感器測量。

　　4. 最大檢測距離有1，2，3 米，開(kāi)關(guān)量和模擬量型號可選。

　　5. 大范圍操作，發(fā)散角可達30度，可靠覆蓋人體有效部位，盲區小，最小距離100mm。

　　6. 不受灰塵和雨水影響，MTBF時(shí)間可達10萬(wàn)小時(shí)。

　　7. 增強EMC 及RFI，抗干擾強；IP67 防護等級，抗沖擊，抗振動(dòng)。

　　8. 發(fā)射接收一體化設計，不需要額外安裝控制器，直徑30的圓柱式螺紋，安裝調試更加方便。

　　9. 按鍵鎖定及指示燈功能；遙控Teach-in 示教功能，并有流程表指導操作。

　　T30UX超聲波傳感器工作原理：

　　在自動(dòng)扶梯出入口每一側扶手帶的下面安裝一個(gè)超聲波傳感器T30UX，利用發(fā)射的超聲波照到人體身上，并接受到反射的聲波，就可以在扶梯入口處探測到乘客之后發(fā)出一個(gè)NPN/PNP或者繼電器信號。從而為扶梯執行機構（電機驅動(dòng)系統）提供準確的運行指令，達到有乘客時(shí)運行，無(wú)乘客時(shí)切換至節能狀態(tài)：

    為了確保每一個(gè)從不同方向走過(guò)來(lái)的乘客都能被探測到，需要將傳感器的安裝位置朝向扶梯的內側，這樣就可以使兩道超聲波產(chǎn)生交匯，扶梯入口前方形成一個(gè)無(wú)盲區的探測帶。通過(guò)T30UX背部的按鍵調節，可以設定感應范圍，并且會(huì )產(chǎn)生一個(gè)等腰三角形形狀的探測光束區域。一旦有行人朝扶梯入口處走來(lái)，如圖1所示，就可以被聲波感應到。

圖1：T30UX超聲波傳感器檢測物體示意圖

　　通常國家規定了自動(dòng)扶梯入口檢測的最小距離為1.3米（即電梯梯級到乘客的直線(xiàn)距離），本方案選擇超聲波量程為2米的型號，圖2是簡(jiǎn)單的安裝示意圖：

　　其中，X為傳感器到乘客的距離，Y為乘客探測有效部位。

　　假設目前設定好超聲波傳感器的探測距離為1.5米（即屏蔽1.5米以外的物體），同時(shí)要考慮到有乘客從側面進(jìn)入電梯入口，這時(shí)候乘客距離傳感器才30mm。

　　所以設定X的取值范圍：1.5米 >X >0.3米，傳感器發(fā)射角為30度，Y=X * tan30，可以計算出Y的同幅度范圍：0.87米>Y >0.17米，即對人體的腿部和腳部進(jìn)行探測，由于超聲波傳感器能可靠檢測深色物體，而乘客的褲子和鞋子通常都以深色為主，以前采用光電傳感器不能可靠檢測的部位，現在有了超聲波就可以完全解決了?！?

圖2:T30UX超聲波傳感器檢測物體角度圖

　　現場(chǎng)安裝操作流程和注意事項：

　　1. 根據扶梯的結構尺寸，開(kāi)25mm直徑圓孔并固定，不需要額外安裝支架。

　　2. 確保傳感器前沒(méi)有遮擋物體，建議超聲波探頭（陶瓷壓片）離機構開(kāi)孔距離3-5mm。

　　3. 調整并安裝信號電源接線(xiàn)（標準2米長(cháng)），避免陶瓷片和連接線(xiàn)有損傷。

　　4. 探測距離可按照說(shuō)明書(shū)的步驟3次按鍵設定，建議設定最大距離1.5m，最小距離30mm。

　　5. 安裝時(shí)，可根據具體環(huán)境適當向上調整仰角15-20度，向內傾斜10-15度，具體見(jiàn)圖1和圖2的角度說(shuō)明

　　6. 現場(chǎng)安裝完畢后可離線(xiàn)遠程調試，方便維修人員操作，具體見(jiàn)說(shuō)明書(shū)遠程示教功能。

　　以上數據僅供參考，具體的支架設計尺寸根據不同的梯型來(lái)確定。

　　邦納第二代超聲波傳感器T30UX技術(shù)參數及尺寸圖： 　　

T30UX產(chǎn)品參數表 

T30UX超聲波傳感器尺寸圖

　　總結：

    超聲波傳感器在工業(yè)上和民用上的應用正快速發(fā)展，這項曾經(jīng)十分昂貴而且精準度不高的技術(shù)如今已經(jīng)變得簡(jiǎn)單易用，精度高且費用低廉。而如今，超聲波傳感器已經(jīng)成了一個(gè)常規設備在過(guò)程控制中提高產(chǎn)品的質(zhì)量，應用在檢測次品，確認出現或者消失和其他一些領(lǐng)域。這種傳感器同樣可以提高生產(chǎn)力，它可以減少廢料，避免由于零件損壞造成的停工。未來(lái)在此項技術(shù)領(lǐng)域內此類(lèi)產(chǎn)品的發(fā)展仍將延續這種趨勢，這是一項挑戰，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域內達成共識，那就是超聲波傳感器不光光在所有的制造領(lǐng)域內（包括質(zhì)量控制，過(guò)程控制和檢測），而且在相當一部分民用設備上俱有極大的發(fā)展潛力。

　　附：超聲波傳感器選型要點(diǎn)：

　　范圍和尺寸 

　　被檢測的物體的尺寸大小會(huì )影響超聲波傳感器的最大有效范圍，傳感器必須探測到一定級別的聲波才能被激勵輸出信號，一個(gè)較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器，所以傳感器可以在它的最大限度內對此物體進(jìn)行感應，而一個(gè)小物體只能反射很少的聲波，這樣就明顯地減小了感應的范圍。

　　被測物

　　能運用超聲波傳感器進(jìn)行檢測的最理想的物體應該是大型、平坦、高密度的物體，垂直放置面對著(zhù)傳感器感應面。最難檢測的是那些面積非常小，或者是可以吸收聲波的材料制作的，比如泡沫塑料，或者是傾斜面對著(zhù)傳感器的。一些比較困難被檢測的物體可以先對物體的背景表面進(jìn)行示教，再對放在傳感器和背景之間的物體作出反應。用于液體測量時(shí)需要要液體的表面垂直面對超聲波傳感器，如果液體的表面非常不平整，那么傳感器的響應時(shí)間要調的更長(cháng)一些，它會(huì )將這些變化做個(gè)平均，可以比較固定的讀取。

　　在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器使得探測不規則物體也成為可能，在retrosonic模式下，超聲波傳感器可以先探測一個(gè)平整的背景，如一面墻，當任何物體通過(guò)傳感器和墻之間的時(shí)候，就會(huì )阻礙聲波，傳感器感應到了中斷，便會(huì )意識到出現了物體。

　　振動(dòng) 

　　無(wú)論是傳感器本身還是周?chē)鷻C械的振動(dòng)，都會(huì )影響距離測量的精確度，這時(shí)可以考慮采取一些減震措施，例如：用橡膠的抗震設備給傳感器做一個(gè)底座，可以減少振動(dòng)，用固定桿也可以消除或者最大程度的減少振動(dòng)。

　　衰減 

　　當周?chē)h(huán)境溫度緩慢變化的時(shí)候，有溫度補償的超聲波傳感器可以做出調整，但是如果溫度變化過(guò)快，傳感器將無(wú)法做出調整。

　　誤判 

　　聲波可能會(huì )被附近的一些物體反射，比如導軌或者固定夾具，為了確保檢測的可靠性，必須減少或者排除周?chē)矬w對聲波反射的影響，為了避免對周?chē)矬w的錯誤檢測，許多超聲波傳感器都有一個(gè)LED指示器來(lái)引到操作人員進(jìn)行安裝，來(lái)確保這個(gè)傳感器被正確的裝好，減少出錯的風(fēng)險。