כיצד פועלים חיישנים קולי?

חיישנים אולטרסאונדיים מוגדרים כמכשירים אלקטרוניים הפולטים גל אקוסטי מעבר לטווח העליון של שמיעת האדם - הנקראים טווח השמיעה, בין 20 הרץ ל -20 קילוהרץ - וקבעו את המרחק בין החיישן לאובייקט בהתבסס על הזמן שלוקח לשלוח את האות ולקבל ההד. לחיישני קולי יש יישומים רבים, כולל: חיישני סיוע בחניה במכוניות, קרבה בין היתר אזעקות, אולטרסאונד רפואי, מדידת מרחק גנרית ומוצאי דגים מסחריים יישומים.

כדי להפיק את הגל הקולי, חיישנים קולי משתמשים במכשיר רטט המכונה מתמר כדי לפלוט פולסים אולטראסוניים הנעים בקרן בצורת חרוט. טווח חיישן קולי נקבע על ידי תדירות הרטט של המתמר. ככל שהתדר עולה, גלי הקול משדרים למרחקים קצרים יותר ויותר. לעומת זאת, ככל שהתדר יורד, גלי הקול משדרים למרחקים ארוכים יותר ויותר. לפיכך, חיישני קולי טווח ארוך פועלים בצורה הטובה ביותר בתדרים נמוכים יותר, וחיישני קולי טווח קצר פועלים בצורה הטובה ביותר בתדרים גבוהים יותר.

חיישנים קולי מגיעים במגוון תצורות ובדרך כלל משתמשים במתמר אחד או יותר, תלוי ביישום. במקרה של חיישן קולי בעל מתמרים מרובים, המרווח בין המתמרים הוא מאפיין חיוני שיש לקחת בחשבון. אם המתמרים ממוקמים זה בזה קרוב מדי, הקורות בצורת חרוט הנפלטות מכל אחת מהן עלולות לגרום להפרעות לא רצויות.

חיישנים אולטראסוניים בדרך כלל כוללים אזור שאינו שמיש קרוב לפני החיישן, המכונה "אזור עיוור", ואם קרן משלימה מחזור זיהוי לפני שהחיישן משלים את העברתו, החיישן אינו יכול לקבל את המדויק הֵד. אזור עיוור זה קובע את המרחק המינימלי שעליו להיות אובייקט מהחיישן הקולי כדי שהמכשיר יתן קריאה מדויקת.

חיישנים קולי פועלים בצורה הטובה ביותר כאשר הם ממוקמים מול חומרים המשקפים בקלות גלי קולי, כגון מתכת, פלסטיק וזכוכית. זה מאפשר לחיישן לתת קריאה מדויקת במרחק גדול יותר מהאובייקט שמולו. עם זאת, כאשר החיישן ממוקם מול אובייקט הסופג בקלות גלים קולי, כגון חומר סיבים, על החיישן להתקרב יותר לאובייקט בכדי לתת קריאה מדויקת. לזווית האובייקט יש השפעה גם על דיוק הקריאה, עם משטח ישר בזווית ישרה לחיישן המציע את טווח החישה הארוך ביותר. דיוק זה פוחת עם שינוי בזווית של אובייקט ביחס לחיישן.