Co je ultrazvukový senzor?

Ultrazvukový senzor je zařízení, které používá k měření vzdálenosti vysokofrekvenční zvuk. Tyto senzory jsou také známé jako transceivery a fungují podobně jako sonar. Zatímco sonar je primárně používán pod vodou, ultrazvukové transceivery mohou být použity ve vzduchu. Senzory využívající ultrazvukové vlny jsou běžné v průmyslových a lékařských aplikacích.

Tento typ senzoru obvykle sestává z jediné jednotky transceiveru, která je schopna vydávat i detekovat zvuk. Toto zařízení vytváří zvukový pulz, který je mimo dosah sluchu lidského ucha. Většina pevných objektů odráží zvukové vlny. Vysílač a přijímač používá časovač, aby přesně určil, jak dlouho ultrazvukový pulz trvá, než se „odrazí“ od objektu a vrátí se do jednotky.

Zvuková vlna obvykle cestuje známou rychlostí. Ve vzduchu o pokojové teplotě je tato rychlost přibližně 1 326 stop (343 metrů) za sekundu. Když je známa jak rychlost, tak čas ultrazvukových pulzů, lze vzdálenost odrazného objektu odhadnout pomocí základních matematických výpočtů. Pokud ultrazvukový senzor vysílá puls a přijímá odražený signál o desetinu sekundy později, například je objekt vzdálen asi 34 metrů.

Ultrazvukový senzor však není vždy přesný. Schopnost senzoru měřit vzdálenost přesně může několik faktorů. Rychlost zvuku není konstantní, ale může se lišit v závislosti na teplotě a vlhkosti vzduchu. To znamená, že velmi teplé nebo velmi chladné podmínky mohou způsobit, že ultrazvukový senzor bude neúčinný.

Objekty odrážejí zvukové vlny různými způsoby. Některé materiály, například kov, odrážejí zvuk velmi dobře. Měkké materiály včetně plyšových tkanin často absorbují zvukové vlny. Přesnost tohoto typu senzoru může být ovlivněna typem detekovaného objektu.

Ultrazvukové senzory mají mnoho aplikací. Průmyslové stroje často používají tyto senzory k detekci přítomnosti objektu v automatizované továrně. Například stroj určený k nanášení etiket na lahve může používat ultrazvukové metody k určení, kdy je produkt na svém místě a připraven k vyražení. Bezpečnostní instalace také používají zvukové senzory k detekci přítomnosti neoprávněné osoby. Tyto senzory lze použít k vytvoření „virtuálního plotu“ kolem zabezpečené oblasti.

Zdravotnická zařízení často používají ultrazvukové senzory. Senzory používané v medicíně jsou přesnější než většina průmyslových zařízení, ale pracují na stejném principu. Ultrazvukové zobrazování používá vysokofrekvenční impulsy k detekci pevných objektů i otevřených prostorů. Vysílač a přijímač připojený k počítači je schopen vytvořit obraz, který ukazuje tyto různé oblasti, a mohou ho lékaři použít k vizualizaci oblastí v lidském těle.