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Rilevamento ultrasonico del doppio foglio: principio di funzionamento, limiti dei materiali e configurazione

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Rilevamento ultrasonico del doppio foglio: principio di funzionamento, limiti dei materiali e configurazione

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Il rilevamento del doppio foglio è una misurazione di classificazione
Un sensore ultrasonico per il rilevamento del doppio foglio posiziona un trasmettitore e un ricevitore sui lati opposti del percorso del materiale. Il segnale acustico che attraversa nessun foglio, un foglio o due fogli subisce variazioni poiché ogni interfaccia aria-materiale trasmette, riflette e attenua l'energia in modo diverso. Il controller classifica la risposta ricevuta come foglio mancante, foglio singolo, doppio foglio o condizione non valida.

Il risultato utile non è una misurazione generica dello spessore. Si tratta invece di una classificazione affidabile tra stati definiti del materiale, anche quando i fogli si muovono, fluttuano, si sovrappongono, si sgualciscono, cambiano lotto o presentano stampe e rivestimenti. Una soglia che funziona su una pila di carta potrebbe non funzionare su una pellicola di plastica, una lamina metallica, un cartone ondulato, un’etichetta adesiva, un foglio bagnato o un nuovo lotto di materiale. L’applicazione deve essere addestrata e convalidata con campioni rappresentativi.

Perché gli ultrasuoni riescono a distinguere gli strati
L’aria e i materiali solidi presentano impedenze acustiche molto diverse. Quando gli ultrasuoni propagati nell’aria incontrano un foglio, solo una parte dell’energia lo attraversa. Un secondo foglio introduce ulteriori interfacce e spesso un sottile strato d’aria tra i fogli, modificando l’ampiezza, la forma d’onda, la fase o la correlazione ricevute. L’assenza di un foglio produce una risposta diversa. La separazione esatta dipende dal materiale, dallo spessore, dalla porosità, dalla rigidità, dal rivestimento, dalla struttura superficiale, dalla frequenza, dall’angolo, dalla geometria del sensore e dall’elettronica.

I fogli pressati l’uno contro l’altro senza spazio d’aria possono essere più difficili da distinguere rispetto a fogli separati in modo lasco. Al contrario, un singolo foglio stropicciato può creare un angolo e una lunghezza del percorso variabili che assomigliano alla risposta di un doppio foglio. Il sensore misura quindi le condizioni acustiche della pila, senza limitarsi a contare i bordi visibili.