อัลตราโซนิคเซนเซอร์คืออะไร?

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เสียงความถี่สูงในการวัดระยะทาง เซ็นเซอร์เหล่านี้รู้จักกันในชื่อ transceivers และทำงานคล้ายกับโซนาร์ ในขณะที่ใช้โซนาร์เป็นหลักใต้น้ำสามารถใช้ตัวรับส่งสัญญาณอัลตราโซนิกในอากาศ เซ็นเซอร์ที่ใช้คลื่นอุลตร้าโซนิคเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมและการแพทย์

โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยหน่วยรับส่งสัญญาณเดียวซึ่งสามารถปล่อยและตรวจจับเสียง อุปกรณ์นี้สร้างคลื่นเสียงโซนิคที่อยู่เหนือระดับการได้ยินของหูมนุษย์ วัตถุที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่สะท้อนคลื่นเสียง ตัวรับส่งสัญญาณใช้ตัวจับเวลาเพื่อกำหนดระยะเวลาที่คลื่นอัลตราโซนิกใช้ในการ "เด้ง" ออกจากวัตถุอย่างแม่นยำและถูกส่งกลับไปยังหน่วย

คลื่นเสียงมักเดินทางด้วยความเร็วที่ทราบ ในอากาศอุณหภูมิห้องความเร็วนี้ประมาณ 1,126 ฟุต (343 เมตร) ต่อวินาที เมื่อทราบทั้งความเร็วและเวลาของพัลส์อุลตร้าโซนิคระยะทางของวัตถุสะท้อนสามารถประเมินได้โดยใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐาน หากเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคส่งเสียงพัลส์และรับสัญญาณสะท้อนกลับหนึ่งในสิบของวินาทีต่อมาวัตถุนั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 112 ฟุต (34 เมตร)

อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคนั้นไม่แม่นยำเสมอไป มีหลายปัจจัยที่สามารถลดความสามารถของเซ็นเซอร์ในการวัดระยะทางได้อย่างแม่นยำ ความเร็วของเสียงไม่คงที่ แต่อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้นของอากาศ ซึ่งหมายความว่าเงื่อนไขที่อบอุ่นหรือหนาวมากสามารถทำให้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกไม่มีประสิทธิภาพ

วัตถุสะท้อนคลื่นเสียงในรูปแบบที่แตกต่างกัน วัสดุบางอย่างเช่นโลหะสะท้อนเสียงได้ดีมาก วัสดุที่อ่อนนุ่มรวมถึงผ้าเนื้อนุ่มมักดูดซับคลื่นเสียง ความแม่นยำของเซ็นเซอร์ประเภทนี้สามารถได้รับอิทธิพลจากประเภทของวัตถุที่ตรวจจับได้

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคมีการใช้งานมากมาย เครื่องจักรอุตสาหกรรมมักใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้เพื่อตรวจจับว่ามีวัตถุอยู่ในโรงงานอัตโนมัติ เครื่องที่ออกแบบมาเพื่อใช้ฉลากกับขวดอาจใช้วิธีการอัลตราโซนิกเพื่อพิจารณาว่าสินค้าอยู่ในสถานที่และพร้อมที่จะประทับตรา การติดตั้งระบบความปลอดภัยยังใช้เซ็นเซอร์โซนิคเพื่อตรวจจับว่ามีบุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาต เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถใช้ในการสร้าง "รั้วเสมือน" รอบ ๆ พื้นที่ที่ปลอดภัย

สถานพยาบาลมักใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิค เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการแพทย์มีความแม่นยำมากกว่าอุปกรณ์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ แต่ทำงานโดยใช้หลักการเดียวกัน การถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงใช้คลื่นความถี่สูงเพื่อตรวจจับวัตถุทึบและพื้นที่เปิดโล่ง ตัวรับส่งสัญญาณที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์สามารถสร้างภาพที่แสดงพื้นที่ต่าง ๆ เหล่านี้และผู้เชี่ยวชาญด้านการแพทย์สามารถใช้เพื่อแสดงภาพพื้นที่ภายในร่างกายมนุษย์