Hvad er en ultralydssensor?
En ultralydssensor er en enhed, der bruger højfrekvent lyd til at måle afstand. Disse sensorer er også kendt som transceivere og fungerer ligner sonar. Mens sonar primært bruges under vand, kan ultrasoniske transceivere bruges i luften. Sensorer, der bruger ultralydsbølger, er almindelige i industrielle og medicinske anvendelser.
Denne type sensor består typisk af en enkelt transceiverenhed, der er i stand til både at udsende og registrere lyd. Denne enhed skaber en sonisk puls, der ligger uden for det menneskelige øret. De fleste solide genstande reflekterer lydbølger. Transceiveren bruger en timer til at bestemme nøjagtigt, hvor lang tid en ultralydspuls tager for at "hoppe" fra et objekt og returneres til enheden.
En lydbølge kører normalt med en kendt hastighed. I luft ved stuetemperatur er denne hastighed cirka 1.126 fod (343 meter) pr. Sekund. Når både hastigheden og tiden for ultralydspulser kendes, kan afstanden til et reflekterende objekt estimeres ved hjælp af grundlæggende matematikberegninger. Hvis en ultralydssensor udsender en puls og modtager det reflekterede signal en tiendedel af et sekund senere, er objektet for eksempel omkring 112 fod (34 meter) væk.
En ultralydssensor er imidlertid ikke altid nøjagtig. Flere faktorer kan forringe en sensors evne til at måle afstand nøjagtigt. Lydens hastighed er ikke konstant, men kan variere afhængigt af luftens temperatur og fugtighed. Dette betyder, at meget varme eller meget kolde forhold kan gøre en ultralydssensor ineffektiv.
Objekter reflekterer lydbølger på forskellige måder. Nogle materialer, såsom metal, reflekterer lyden meget godt. Bløde materialer inklusive overdådige stoffer optager ofte lydbølger. Nøjagtigheden af denne type sensor kan påvirkes af den type objekt, der detekteres.
Ultralydssensorer har mange applikationer. Industrielle maskiner bruger ofte disse sensorer til at registrere tilstedeværelsen af et objekt i en automatiseret fabrik. En maskine, der er designet til at anvende etiketter på flasker, kan for eksempel bruge ultralydsmetoder til at bestemme, hvornår et produkt er på plads og klar til at blive stemplet. Sikkerhedsinstallationer bruger også soniske sensorer til at registrere tilstedeværelsen af en uautoriseret person. Disse sensorer kan bruges til at skabe et "virtuelt hegn" omkring et sikkert område.
Medicinske faciliteter bruger ofte ultralydssensorer. De sensorer, der bruges i medicinen, er mere præcise end de fleste industrielle apparater, men fungerer efter samme princip. Ultralydsafbildning bruger højfrekvente impulser til at detektere både faste genstande og åbne rum. En transceiver, der er tilsluttet en computer, er i stand til at skabe et billede, der viser disse forskellige områder, og kan bruges af medicinske fagfolk til at visualisere områder i den menneskelige krop.