面向工业应用的紧凑且坚固耐用的超声波传感器模块

距离测量正在工业领域中扮演着越来越重要的角色。而工业4.0概念的推广则进一步推动了距离测量应用的发展，比如自动化技术中的机器人技术。为满足严苛工业环境的高要求，TDK开发了一种紧凑且坚固耐用的超声波传感器模块。

市面上的距离测量和物体检测技术有很多，但大多不适合工业应用。例如，基于毫米波雷达和激光雷达的系统价格昂贵并且功耗相对较高，并且光学系统受环境光、反射和雾霾污染影响较大，很少用于工业环境。而实践证明，基于飞行时间 (ToF) 工作原理的超声波测量方法能可靠用于工业环境。其原理是通过传感器模块发出短超声波脉冲，随后在碰触物体表面后反射回模块，发出到接收脉冲之间的时间与模块和物体间的距离成正比。

截止目前，大多数可用的超声波模块都配备两个分别用于发射和接收超声波脉冲的压电盘。TDK现已开发出一种超紧凑的创新型模块，只用一个陶瓷压电盘就能发射和接收超声波脉冲，并且采用ASIC芯片生成和处理信号。图1显示了模块的工作原理。

图1：集成ASIC芯片让TDK超声波传感器模块只用一个陶瓷压电盘即可正常工作，实现了超紧凑结构设计。

除ASIC芯片之外，该超声波模块还集成了EEPROM和RAM，允许用户调整模块以适应特定工作条件。

通过高度集成实现坚固耐用且紧凑的结构设计
超声波传感器模块的集成度很高，且仅配备单个陶瓷压电盘，实现超紧凑的尺寸：直径仅15 mm，模块的插入高度仅13 mm（包括模块背面的插头）。稳固的铝合金外壳则能提供良好的防尘防水喷溅效果。此外，独特的结构设计使得模块具有良好的电磁兼容性。

新的TDK超声波传感器模块的测量范围为12 cm至200 cm，测量角度为60°，并能在指定测量范围内同时记录测量多个目标。此外，模块的功率很低：12 V DC的电压的电流仅为5.5 mA。

图2：新的TDK超声波传感器模块采用紧凑且坚固的结构设计，广泛适用于严苛工业环境中的不同测量任务。

新的TDK超声波传感器模块具有很好的通用性，适用范围很广，比如距离测量、检测物体（如用于机器人）、自动驾驶工业卡车防撞，以及测定储罐和筒仓中的液体和固体的料位。