Czujniki ultradźwiękowe definiuje się jako urządzenia elektroniczne, które emitują falę akustyczną poza górny zakres ludzkiego słuchu – zwany zakresem słyszalnym, od 20 Hz do 20 kiloherców – i określ odległość między czujnikiem a obiektem na podstawie czasu potrzebnego na wysłanie i odebranie sygnału Echo. Czujniki ultradźwiękowe mają wiele zastosowań, m.in.: czujniki wspomagania parkowania w samochodach, zbliżeniowe alarmy, ultradźwięki medyczne, ogólny pomiar odległości i komercyjne wykrywacze ryb, między innymi Aplikacje.
Podstawowa obsługa czujnika ultradźwiękowego
Aby wygenerować falę ultradźwiękową, czujniki ultradźwiękowe wykorzystują urządzenie wibracyjne zwane przetwornikiem, które emituje impulsy ultradźwiękowe, które przemieszczają się w wiązce w kształcie stożka. Zasięg czujnika ultradźwiękowego zależy od częstotliwości drgań przetwornika. Wraz ze wzrostem częstotliwości fale dźwiękowe przenoszą się na coraz krótsze odległości. I odwrotnie, gdy częstotliwość spada, fale dźwiękowe przenoszą się na coraz większe odległości. Dlatego czujniki ultradźwiękowe dalekiego zasięgu działają najlepiej przy niższych częstotliwościach, a czujniki ultradźwiękowe krótkiego zasięgu działają najlepiej przy wyższych częstotliwościach.
Konfiguracja jest niezbędna
Czujniki ultradźwiękowe są dostępne w różnych konfiguracjach i zazwyczaj wykorzystują jeden lub więcej przetworników, w zależności od zastosowania. W przypadku czujnika ultradźwiękowego posiadającego wiele przetworników, odstęp między przetwornikami jest istotną cechą do rozważenia. Jeśli przetworniki są rozmieszczone zbyt blisko siebie, wiązki w kształcie stożka emitowane z każdego z nich mogą powodować niepożądane zakłócenia.
Strefa niewidomych
Czujniki ultradźwiękowe zwykle mają obszar bezużyteczny w pobliżu czoła czujnika, znany jako „martwa strefa”, a jeśli wiązka kończy cykl wykrywania, zanim czujnik zakończy transmisję, czujnik nie może dokładnie odebrać Echo. Ta martwa strefa określa minimalną odległość, jaką obiekt musi znajdować od czujnika ultradźwiękowego, aby urządzenie dało dokładny odczyt.
Najlepsze praktyki dotyczące czujnika ultradźwiękowego
Czujniki ultradźwiękowe działają najlepiej, gdy znajdują się przed materiałami, które z łatwością odbijają fale ultradźwiękowe, takimi jak metal, plastik i szkło. Dzięki temu czujnik może dawać dokładny odczyt z większej odległości od obiektu znajdującego się przed nim. Jednak gdy czujnik jest umieszczony przed obiektem, który łatwo pochłania fale ultradźwiękowe, takim jak materiał włóknisty, czujnik musi zbliżyć się do obiektu, aby uzyskać dokładny odczyt. Na dokładność odczytu ma również wpływ kąt obiektu, a płaska powierzchnia pod kątem prostym do czujnika zapewnia najdłuższy zasięg wykrywania. Dokładność ta maleje wraz ze zmianą kąta obiektu w stosunku do czujnika.