Что такое ультразвуковой датчик?

Ультразвуковой датчик - это устройство, которое использует высокочастотный звук для измерения расстояния. Эти датчики также известны как приемопередатчики и работают аналогично эхолоту. В то время как гидролокатор в основном используется под водой, ультразвуковые трансиверы могут использоваться в воздухе. Датчики, использующие ультразвуковые волны, широко распространены в промышленности и медицине.

Этот тип датчика обычно состоит из одного приемопередающего блока, который способен излучать и обнаруживать звук. Это устройство создает звуковой импульс, который находится вне пределов слышимости человеческого уха. Большинство твердых объектов отражают звуковые волны. Приемопередатчик использует таймер, чтобы точно определить, сколько времени требуется ультразвуковому импульсу, чтобы «отскочить» от объекта и вернуться к устройству.

Звуковая волна обычно движется с известной скоростью. В воздухе при комнатной температуре эта скорость составляет приблизительно 1126 футов (343 метра) в секунду. Когда известны скорость и время ультразвуковых импульсов, расстояние отражающего объекта может быть оценено с использованием базовых математических вычислений. Если ультразвуковой датчик излучает импульс и принимает отраженный сигнал, например, на одну десятую секунды позже, объект находится на расстоянии около 112 футов (34 метра).

Однако ультразвуковой датчик не всегда точен. Несколько факторов могут ухудшить способность датчика точно измерять расстояние. Скорость звука не постоянна, но может варьироваться в зависимости от температуры и влажности воздуха. Это означает, что очень теплые или очень холодные условия могут сделать ультразвуковой датчик неэффективным.

Объекты отражают звуковые волны по-разному. Некоторые материалы, такие как металл, очень хорошо отражают звук. Мягкие материалы, включая плюшевые ткани, часто поглощают звуковые волны. На точность датчика этого типа может влиять тип обнаруживаемого объекта.

Ультразвуковые датчики имеют много применений. Промышленные машины часто используют эти датчики для обнаружения присутствия объекта на автоматизированном заводе. Например, машина, предназначенная для нанесения этикеток на бутылки, может использовать ультразвуковые методы, чтобы определить, когда продукт находится на месте и готов к печати. Установки безопасности также используют звуковые датчики для обнаружения присутствия посторонних лиц. Эти датчики могут быть использованы для создания «виртуального забора» вокруг безопасной зоны.

Медицинские учреждения часто используют ультразвуковые датчики. Датчики, используемые в медицине, более точны, чем большинство промышленных устройств, но работают по тому же принципу. Ультразвуковая визуализация использует высокочастотные импульсы для обнаружения как твердых объектов, так и открытых пространств. Приемопередатчик, подключенный к компьютеру, может создать изображение, которое показывает эти различные области, и может использоваться медицинскими работниками для визуализации областей в теле человека.