Πώς λειτουργούν οι αισθητήρες υπερήχων;

Οι αισθητήρες υπερήχων ορίζονται ως ηλεκτρονικές συσκευές που εκπέμπουν ακουστικό κύμα πέρα ​​από το ανώτερο εύρος της ανθρώπινης ακοής - που ονομάζεται ακουστικό εύρος, μεταξύ 20 hertz και 20 kilohertz - και προσδιορίστε την απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και ενός αντικειμένου με βάση το χρόνο που απαιτείται για την αποστολή του σήματος και τη λήψη η ηχώ. Οι αισθητήρες υπερήχων έχουν πολλές εφαρμογές, όπως: αισθητήρες στάθμευσης σε αυτοκίνητα, εγγύτητα συναγερμοί, ιατρικοί υπέρηχοι, γενική μέτρηση απόστασης και εμπορικοί ιχθυοκαλλιεργητές, μεταξύ άλλων εφαρμογές.

Για τη δημιουργία του υπερηχητικού κύματος, οι αισθητήρες υπερήχων χρησιμοποιούν μια συσκευή δόνησης γνωστή ως μορφοτροπέα για να εκπέμπουν παλμούς υπερήχων που ταξιδεύουν σε μια ακτίνα σε σχήμα κώνου. Το εύρος ενός αισθητήρα υπερήχων καθορίζεται από τη συχνότητα των κραδασμών του μορφοτροπέα. Καθώς αυξάνεται η συχνότητα, τα ηχητικά κύματα μεταδίδουν προοδευτικά μικρότερες αποστάσεις. Αντίθετα, καθώς μειώνεται η συχνότητα, τα ηχητικά κύματα μεταδίδουν προοδευτικά μεγαλύτερες αποστάσεις. Έτσι, οι αισθητήρες υπερήχων μεγάλης εμβέλειας λειτουργούν καλύτερα σε χαμηλότερες συχνότητες και οι αισθητήρες υπερήχων μικρής εμβέλειας λειτουργούν καλύτερα σε υψηλότερες συχνότητες.

Οι αισθητήρες υπερήχων διατίθενται σε διάφορες διαμορφώσεις και συνήθως χρησιμοποιούν έναν ή περισσότερους μετατροπείς, ανάλογα με την εφαρμογή. Στην περίπτωση ενός αισθητήρα υπερήχων που έχει πολλαπλούς μετατροπείς, η απόσταση μεταξύ των μορφοτροπέων είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που πρέπει να ληφθεί υπόψη. Εάν οι μορφοτροπείς απέχουν πολύ κοντά μεταξύ τους, οι ακτίνες σε σχήμα κώνου που εκπέμπονται από κάθε μία μπορεί να προκαλέσουν ανεπιθύμητες παρεμβολές.

Οι αισθητήρες υπερήχων έχουν συνήθως μια άχρηστη περιοχή κοντά στο πρόσωπο του αισθητήρα, γνωστή ως «τυφλή ζώνη» και εάν Η δέσμη ολοκληρώνει έναν κύκλο ανίχνευσης πριν ο αισθητήρας ολοκληρώσει τη μετάδοσή του, ο αισθητήρας δεν μπορεί να λάβει με ακρίβεια το ηχώ. Αυτή η τυφλή ζώνη καθορίζει την ελάχιστη απόσταση που πρέπει να έχει ένα αντικείμενο από τον αισθητήρα υπερήχων για να δίνει η συσκευή ακριβή ένδειξη.

Οι αισθητήρες υπερήχων λειτουργούν καλύτερα όταν τοποθετούνται μπροστά από υλικά που αντανακλούν εύκολα υπερηχητικά κύματα, όπως μέταλλο, πλαστικό και γυαλί. Αυτό επιτρέπει στον αισθητήρα να δώσει μια ακριβή ανάγνωση σε μεγαλύτερη απόσταση από το αντικείμενο που βρίσκεται μπροστά του. Ωστόσο, όταν ο αισθητήρας τοποθετείται μπροστά από ένα αντικείμενο που απορροφά εύκολα τα κύματα υπερήχων, όπως το ινώδες υλικό, ο αισθητήρας πρέπει να κινηθεί πιο κοντά στο αντικείμενο για να δώσει μια ακριβή ένδειξη. Η γωνία του αντικειμένου επηρεάζει επίσης την ακρίβεια της ανάγνωσης, με μια επίπεδη επιφάνεια σε ορθή γωνία προς τον αισθητήρα που προσφέρει το μεγαλύτερο εύρος ανίχνευσης. Αυτή η ακρίβεια μειώνεται με μια αλλαγή στη γωνία ενός αντικειμένου σε σχέση με τον αισθητήρα.