Che cos'è un sensore a ultrasuoni?
Un sensore a ultrasuoni è un dispositivo che utilizza il suono ad alta frequenza per misurare la distanza. Questi sensori sono anche noti come ricetrasmettitori e funzionano in modo simile al sonar. Mentre il sonar viene utilizzato principalmente sott'acqua, i ricetrasmettitori ad ultrasuoni possono essere utilizzati in aria. I sensori che utilizzano le onde ultrasoniche sono comuni nelle applicazioni industriali e mediche.
Questo tipo di sensore è in genere costituito da un'unica unità ricetrasmittente, in grado di emettere e rilevare il suono. Questo dispositivo crea un impulso sonoro che va oltre la portata dell'udito dell'orecchio umano. La maggior parte degli oggetti solidi riflette le onde sonore. Il ricetrasmettitore utilizza un timer per determinare con precisione il tempo impiegato da un impulso ad ultrasuoni per "rimbalzare" su un oggetto ed essere restituito all'unità.
Un'onda sonora di solito viaggia a una velocità nota. Nell'aria a temperatura ambiente, questa velocità è di circa 1.126 piedi (343 metri) al secondo. Quando sono noti sia la velocità che il tempo degli impulsi ultrasonici, la distanza di un oggetto riflettente può essere stimata utilizzando i calcoli matematici di base. Se un sensore a ultrasuoni emette un impulso e riceve il segnale riflesso un decimo di secondo dopo, ad esempio, l'oggetto si trova a circa 34 metri di distanza.
Tuttavia, un sensore a ultrasuoni non è sempre preciso. Diversi fattori possono ridurre la capacità di un sensore di misurare con precisione la distanza. La velocità del suono non è costante, ma può variare a seconda della temperatura e dell'umidità dell'aria. Ciò significa che condizioni molto calde o molto fredde possono rendere inefficace un sensore a ultrasuoni.
Gli oggetti riflettono le onde sonore in diversi modi. Alcuni materiali, come il metallo, riflettono molto bene il suono. I materiali morbidi, inclusi i tessuti di peluche, assorbono spesso le onde sonore. L'accuratezza di questo tipo di sensore può essere influenzata dal tipo di oggetto rilevato.
I sensori a ultrasuoni hanno molte applicazioni. Le macchine industriali usano spesso questi sensori per rilevare la presenza di un oggetto in una fabbrica automatizzata. Una macchina progettata per applicare etichette alle bottiglie, ad esempio, può utilizzare metodi ad ultrasuoni per determinare quando un prodotto è in posizione e pronto per essere timbrato. Le installazioni di sicurezza utilizzano anche sensori sonori per rilevare la presenza di una persona non autorizzata. Questi sensori possono essere utilizzati per creare una "recinzione virtuale" attorno a un'area sicura.
Le strutture mediche utilizzano spesso sensori a ultrasuoni. I sensori utilizzati in medicina sono più precisi della maggior parte dei dispositivi industriali, ma funzionano con lo stesso principio. L'imaging ad ultrasuoni utilizza impulsi ad alta frequenza per rilevare sia oggetti solidi che spazi aperti. Un ricetrasmettitore collegato a un computer è in grado di creare un'immagine che mostra queste diverse aree e può essere utilizzato dai professionisti medici per visualizzare le aree all'interno del corpo umano.