倍加福（Pepperl+Fuchs）作為工業自動化領域應用，其超聲波傳感器以高精度、強抗干擾能力和環境適應性廣泛應用于多個行業。以下是其典型應用及工作原理的詳細解析：

一、行業應用

1. 工業自動化

• 物流與倉儲：用于堆垛機、AGV小車的貨物檢測、托盤定位，以及立體倉庫的貨位監控。

• 生產線控制：檢測傳送帶上的物體存在、計數或定位（如瓶裝生產線中的液位檢測）。

• 機器人協作：輔助機械臂進行非接觸式距離感知，避免碰撞。

2. 汽車制造

• 車身焊接工藝中的焊縫跟蹤，或涂裝車間的車身定位。

• 檢測零部件（如輪胎、玻璃）的安裝到位情況。

3. 食品與包裝

• 透明/反光材質（如玻璃瓶、薄膜）的液位或填充高度檢測，不受顏色和透明度影響。

• 包裝機中薄膜卷的剩余量監控。

4. 建筑與基礎設施

• 停車場車輛高度檢測，防止超高車輛進入。

• 自動門感應、電梯防夾系統。

5. 能源與環保

• 儲罐液位監測（包括腐蝕性液體），替代接觸式浮球傳感器。

• 污水處理廠的流量測量。

6. 農業與礦業

• 谷物倉的料位檢測，或大型礦車的障礙物探測。

二、工作原理

1. 基本原理
   超聲波傳感器通過發射高頻聲波（通常20kHz-500kHz）并接收反射回波，利用飛行時間法（ToF, Time of Flight）計算距離：

   $$\text{距離}=\frac{\text{聲速}\times \text{時間差}}{2}$$

   （聲速受溫度影響，傳感器會集成溫度補償模塊。）

2. 核心組件

• 壓電換能器：將電信號轉換為超聲波（發射）及反向轉換（接收）。

• 控制電路：處理信號發射/接收時序，計算時間差。

• 算法模塊：過濾噪聲（如電磁干擾或環境回聲），提高信噪比。

3. 技術特點

• 非接觸測量：適用于脆弱或高溫物體。

• 抗環境干擾：可穿透灰塵、霧氣，但強氣流或泡沫可能影響精度。

• 盲區限制：近距離（如＜50mm）可能無法檢測，需選型時注意。

• 多物體識別：部分高級型號可區分多個回波（如檢測透明薄膜后的物體）。

4. 輸出方式

• 模擬量（4-20mA/0-10V）、開關量（PNP/NPN）、IO-Link或總線協議（如Profinet）。

三、倍加福的技術優勢

1. IP67/IP69K防護等級：適應潮濕、高壓沖洗環境（如食品廠）。

2. 背景消隱功能：忽略固定障礙物的干擾回波。

3. 同步功能：多傳感器協同工作避免互相干擾。

4. 緊湊設計：如UC系列適合狹小空間安裝。

四、選型注意事項

• 測量范圍：從幾厘米到十幾米不等，需根據場景選擇。

• 被測物材質：吸音材料（如棉花）可能降低回波強度。

• 環境溫度：高溫可能需專用型號（如-40°C~70°C版本）。

倍加福超聲波傳感器通過靈活的參數配置（如Teach-in功能）和堅固的設計，在復雜工業場景中提供可靠的非接觸檢測方案。