距離測量正在工業(yè)領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。而工業(yè)4.0概念的推廣則進一步推動了距離測量應(yīng)用的發(fā)展，比如自動化技術(shù)中的機器人技術(shù)。為滿足嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境的高要求，TDK開發(fā)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(shù)有很多，但大多不適合工業(yè)應(yīng)用。例如，基于毫米波雷達和激光雷達的系統(tǒng)價格昂貴并且功耗相對較高，并且光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境光、反射和霧霾污染影響較大，很少用于工業(yè)環(huán)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(yè)環(huán)境。其原理是通過傳感器模塊發(fā)出短超聲波脈沖，隨后在碰觸物體表面后反射回模塊，發(fā)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(shù)可用的超聲波模塊都配備兩個分別用于發(fā)射和接收超聲波脈沖的壓電盤。TDK現(xiàn)已開發(fā)出一種超緊湊的創(chuàng)新型模塊，只用一個陶瓷壓電盤就能發(fā)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(xiàn)了超緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)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(diào)整模塊以適應(yīng)特定工作條件。

通過高度集成實現(xiàn)堅固耐用且緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn)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(wěn)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(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)同時記錄測量多個目標(biāo)。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(jié)構(gòu)設(shè)計，廣泛適用于嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境中的不同測量任務(wù)

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(yè)卡車防撞，以及測定儲罐和筒倉中的液體和固體的料位。