Wat is een ultrasone sensor?
Een ultrasone sensor is een apparaat dat hoogfrequent geluid gebruikt om de afstand te meten. Deze sensoren worden ook wel transceivers genoemd en werken op dezelfde manier als sonar. Hoewel sonar voornamelijk onder water wordt gebruikt, kunnen ultrasone zendontvangers in de lucht worden gebruikt. Sensoren die ultrasone golven gebruiken komen veel voor in industriële en medische toepassingen.
Dit type sensor bestaat meestal uit een enkele zendontvangereenheid die zowel geluid kan uitzenden als detecteren. Dit apparaat maakt een sonische puls die zich buiten het gehoorbereik van het menselijk oor bevindt. De meeste solide objecten reflecteren geluidsgolven. De zendontvanger gebruikt een timer om precies te bepalen hoe lang een ultrasone puls nodig heeft om van een object te "stuiteren" en naar de eenheid te worden teruggestuurd.
Een geluidsgolf reist meestal met een bekende snelheid. In lucht op kamertemperatuur is deze snelheid ongeveer 1.126 voet (343 meter) per seconde. Wanneer zowel de snelheid als de tijd van ultrasone pulsen bekend zijn, kan de afstand van een reflecterend object worden geschat met behulp van eenvoudige wiskundige berekeningen. Als een ultrasone sensor een puls uitzendt en het gereflecteerde signaal een tiende van een seconde later ontvangt, bevindt het object zich bijvoorbeeld op ongeveer 112 voet (34 meter) afstand.
Een ultrasone sensor is echter niet altijd nauwkeurig. Verschillende factoren kunnen het vermogen van een sensor om de afstand nauwkeurig te meten verminderen. De geluidssnelheid is niet constant, maar kan variëren afhankelijk van de temperatuur en luchtvochtigheid. Dit betekent dat zeer warme of zeer koude omstandigheden een ultrasone sensor niet effectief kunnen maken.
Objecten reflecteren geluidsgolven op verschillende manieren. Sommige materialen, zoals metaal, reflecteren geluid heel goed. Zachte materialen, waaronder zachte stoffen, absorberen vaak geluidsgolven. De nauwkeurigheid van dit type sensor kan worden beïnvloed door het type object dat wordt gedetecteerd.
Ultrasone sensoren hebben veel toepassingen. Industriële machines gebruiken deze sensoren vaak om de aanwezigheid van een object in een geautomatiseerde fabriek te detecteren. Een machine die is ontworpen om bijvoorbeeld etiketten op flessen aan te brengen, kan ultrasone methoden gebruiken om te bepalen wanneer een product op zijn plaats is en klaar is om te worden gestempeld. Beveiligingsinstallaties gebruiken ook sonische sensoren om de aanwezigheid van een onbevoegde persoon te detecteren. Deze sensoren kunnen worden gebruikt om een "virtuele afrastering" rond een beveiligd gebied te maken.
Medische faciliteiten maken vaak gebruik van ultrasone sensoren. De sensoren die in de geneeskunde worden gebruikt, zijn nauwkeuriger dan de meeste industriële apparaten, maar werken volgens hetzelfde principe. Ultrasone beeldvorming maakt gebruik van hoogfrequente pulsen om zowel vaste objecten als open ruimtes te detecteren. Een op een computer aangesloten zendontvanger kan een afbeelding maken die deze verschillende gebieden laat zien en kan door medische professionals worden gebruikt om gebieden in het menselijk lichaam te visualiseren.