Vad är en ultraljudssensor?
En ultraljudssensor är en enhet som använder högfrekvent ljud för att mäta avstånd. Dessa sensorer är också kända som sändtagare och fungerar liknande sonar. Medan sonar främst används under vattnet, kan ultraljudsändtagare användas i luften. Sensorer som använder ultraljudsvågor är vanliga i industriella och medicinska tillämpningar.
Denna typ av sensor består vanligtvis av en enda sändtagareenhet, som kan både avge och detektera ljud. Enheten skapar en ljudpuls som ligger utanför det mänskliga örat. De flesta fasta föremål speglar ljudvågor. Sändtagaren använder en timer för att exakt bestämma hur lång tid en ultraljudspuls tar för att "studsa" från ett objekt och återlämnas till enheten.
En ljudvåg reser vanligtvis med en känd hastighet. I rumstemperaturluft är denna hastighet ungefär 1 123 fot (343 meter) per sekund. När både hastigheten och tiden för ultraljudspulser är kända, kan avståndet för ett reflekterande objekt uppskattas med hjälp av grundläggande matematiska beräkningar. Om en ultraljudssensor avger en puls och tar emot den reflekterade signalen en tiondel av en sekund senare, till exempel, är objektet cirka 112 fot (34 meter) bort.
En ultraljudssensor är dock inte alltid korrekt. Flera faktorer kan försämra en sensors förmåga att mäta avstånd exakt. Ljudets hastighet är inte konstant, men kan variera beroende på luftens temperatur och luftfuktighet. Detta innebär att mycket varma eller mycket kalla förhållanden kan göra en ultraljudssensor ineffektiv.
Objekt reflekterar ljudvågor på olika sätt. Vissa material, till exempel metall, återspeglar ljudet mycket bra. Mjuka material inklusive plyschdukar absorberar ofta ljudvågor. Noggrannheten för denna typ av sensor kan påverkas av typen av objekt som detekteras.
Ultraljudssensorer har många applikationer. Industrimaskiner använder ofta dessa sensorer för att upptäcka förekomsten av ett objekt i en automatiserad fabrik. En maskin som är utformad för att applicera etiketter på flaskor, till exempel, kan använda ultraljudsmetoder för att bestämma när en produkt är på plats och redo att stämpla. Säkerhetsinstallationer använder också ljudsensorer för att upptäcka närvaron av en obehörig person. Dessa sensorer kan användas för att skapa ett "virtuellt staket" runt ett säkert område.
Medicinska anläggningar använder ofta ultraljudssensorer. Sensorerna som används inom medicinen är mer exakta än de flesta industriella apparater, men fungerar enligt samma princip. Ultraljudsavbildning använder högfrekventa pulser för att detektera både fasta föremål och öppna utrymmen. En sändtagare som är ansluten till en dator kan skapa en bild som visar dessa olika områden och kan användas av medicinsk personal för att visualisera områden i människokroppen.