ভিউ: 110 লেখক: গ্রেস প্রকাশের সময়: 2021-06-25 মূল: সাইট
অতিস্বনক সেন্সর হল এমন ডিভাইস যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে বস্তু সনাক্ত করতে, দূরত্ব পরিমাপ করতে বা গতিবিধি নিরীক্ষণ করতে। তারা বৈদ্যুতিক সংকেতকে অতিস্বনক তরঙ্গে রূপান্তর করে এবং তারপরে প্রতিফলিত প্রতিধ্বনিকে পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে।
একটি অতিস্বনক তরঙ্গ হল একটি যান্ত্রিক শব্দ তরঙ্গ যার ফ্রিকোয়েন্সি 20kHz এর চেয়ে বেশি। যেহেতু অতিস্বনক তরঙ্গগুলির সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ভাল দিকনির্দেশনা এবং বাতাসে অপেক্ষাকৃত স্থিতিশীল প্রচার রয়েছে, এগুলি দূরত্ব পরিমাপ, বস্তু সনাক্তকরণ, তরল স্তর সেন্সিং, পার্কিং সেন্সর, রোবোটিক্স এবং শিল্প অটোমেশনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
একটি সাধারণ অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সর শব্দ তরঙ্গ নির্গত করার জন্য একটি ট্রান্সমিটার এবং প্রতিফলিত তরঙ্গ ক্যাপচার করার জন্য একটি রিসিভার ব্যবহার করে। ট্রান্সমিশন এবং ইকো রিসেপশনের মধ্যে সময় পরিমাপ করে, সেন্সর সেন্সর থেকে লক্ষ্য বস্তুর দূরত্ব গণনা করতে পারে।
একটি অতিস্বনক সেন্সর হল একটি নন-কন্টাক্ট সেন্সর যা একটি বস্তুর উপস্থিতি, দূরত্ব, অবস্থান বা গতিবিধি সনাক্ত করতে আল্ট্রাসাউন্ড ব্যবহার করে। এটি সার্কিট ডিজাইন এবং প্রয়োগের উপর নির্ভর করে একটি অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সর, অবজেক্ট ডিটেকশন সেন্সর, লিকুইড লেভেল সেন্সর বা প্রক্সিমিটি সেন্সর হিসাবে কাজ করতে পারে।
অনেক 40kHz অতিস্বনক সেন্সরে, একটি সিরামিক ট্রান্সডুসার অতিস্বনক তরঙ্গ তৈরি এবং গ্রহণ করতে ব্যবহৃত হয়। ট্রান্সমিটার একটি অতিস্বনক পালস পাঠায়, এবং রিসিভার লক্ষ্য দ্বারা প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি সনাক্ত করে। সেন্সর সার্কিট তারপর ইকো সংকেত প্রক্রিয়া করে এবং দূরত্ব বা সনাক্তকরণ ডেটা আউটপুট করে।
এক জোড়া অতিস্বনক সেন্সর একটি পৃথক ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, অথবা উভয় ফাংশন একটি একক ট্রান্সসিভার ইউনিটে এম্বেড করা যেতে পারে। নীচের ছবিটি মনোরশি 40kHz অতিস্বনক ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার উপাদানগুলি দেখায়৷ আরো অতিস্বনক সেন্সর পণ্য পাওয়া যায় মনোর্শি আল্ট্রাসনিক সেন্সর.
একটি অতিস্বনক সেন্সরের কাজের নীতি শব্দ তরঙ্গ সংক্রমণ, প্রতিফলন এবং প্রতিধ্বনি সনাক্তকরণের উপর ভিত্তি করে। সেন্সর একটি লক্ষ্যের দিকে একটি অতিস্বনক পালস নির্গত করে। যখন শব্দ তরঙ্গ বস্তুর পৃষ্ঠে পৌঁছায়, তখন তরঙ্গের কিছু অংশ রিসিভারে প্রতিফলিত হয়।
সেন্সর প্রতিধ্বনি ভ্রমণের সময় পরিমাপ করে, যাকে ফ্লাইটের সময়ও বলা হয়। যেহেতু বাতাসে শব্দের গতি জানা যায়, তাই অতিস্বনক তরঙ্গের রাউন্ড-ট্রিপ সময় থেকে দূরত্ব গণনা করা যেতে পারে।
দূরত্ব = শব্দের গতি × প্রতিধ্বনি সময় / 2
ফলাফলটি 2 দ্বারা বিভক্ত কারণ শব্দ তরঙ্গ সেন্সর থেকে বস্তুতে ভ্রমণ করে এবং তারপর বস্তু থেকে সেন্সরে ফিরে আসে। পরিমাপ করা প্রতিধ্বনি সময় একটি রাউন্ড-ট্রিপ সময়, একমুখী সময় নয়।
| স্টেপ | হোয়াট হ্যাপেনস |
|---|---|
| 1. বৈদ্যুতিক সংকেত ইনপুট | সার্কিট অতিস্বনক ট্রান্সমিটারে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত প্রয়োগ করে। |
| 2. অতিস্বনক তরঙ্গ নির্গমন | পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার কম্পন করে এবং অতিস্বনক তরঙ্গ নির্গত করে। |
| 3. প্রতিধ্বনি প্রতিফলন | কোন বস্তু, তরল পৃষ্ঠ বা ইন্টারফেসের সাথে মিলিত হলে তরঙ্গ প্রতিফলিত হয়। |
| 4. ইকো অভ্যর্থনা | রিসিভার প্রতিফলিত অতিস্বনক তরঙ্গ সনাক্ত করে। |
| 5. সংকেত গণনা | কন্ট্রোল সার্কিট ফ্লাইটের সময় থেকে দূরত্ব গণনা করে। |
আ অতিস্বনক ট্রান্সমিটার সাধারণত একটি ধাতব কম্পন প্লেট বা অনুরণনকারীর সাথে সংযুক্ত একটি পাইজোইলেকট্রিক সিরামিক স্ফটিক ব্যবহার করে। যখন একটি বিকল্প বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ পাইজোসেরামিক উপাদানে প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি দ্রুত প্রসারিত হয় এবং সংকুচিত হয়।
এই যান্ত্রিক কম্পন অতিস্বনক তরঙ্গ উৎপন্ন করে। রেজোনেটর এবং হাউজিং শাব্দিক শক্তিকে সামনের দিকে পরিচালিত করতে সাহায্য করে, তাই নির্গত শব্দ তরঙ্গ সব দিকে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ার পরিবর্তে একটি দিকনির্দেশক মরীচি হিসাবে ভ্রমণ করে।
একটি অতিস্বনক রিসিভার বিপরীত উপায়ে কাজ করে। যখন একটি প্রতিফলিত অতিস্বনক তরঙ্গ রিসিভারে পৌঁছায়, তখন কম্পন প্লেট চলে যায়। এই কম্পন পাইজোইলেকট্রিক সিরামিক ডিস্কে স্থানান্তরিত হয়।
পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাবের কারণে, সিরামিক উপাদানটি যান্ত্রিকভাবে চাপের সময় একটি বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে। একটি প্রতিধ্বনি ফিরে এসেছে কিনা এবং প্রতিধ্বনি আসতে কতক্ষণ সময় নেয় তা নির্ধারণ করতে সেন্সর সার্কিট এই দুর্বল সংকেতকে প্রসারিত করে এবং প্রক্রিয়া করে।
সংক্ষেপে, অতিস্বনক সেন্সর উভয়ই অতিস্বনক তরঙ্গ প্রেরণ এবং গ্রহণ করতে পারে। প্রেরণ করার সময়, তারা বৈদ্যুতিক শক্তিকে অতিস্বনক কম্পনে রূপান্তর করে। প্রতিধ্বনি গ্রহণ করার সময়, তারা অতিস্বনক কম্পনকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে। এই কারণে তাদের অতিস্বনক ট্রান্সডুসারও বলা হয়।
যেহেতু পাইজোইলেকট্রিক উপাদানটি সাধারণত বৃত্তাকার হয়, নির্গত অতিস্বনক তরঙ্গের একটি দিকনির্দেশক মরীচি প্যাটার্ন থাকে। রশ্মির ক্রস-সেকশনটি প্রায়শই একটি উপবৃত্তের মতো হয়, তাই সনাক্তকরণের পরিসর কোণ, ফ্রিকোয়েন্সি, ট্রান্সডুসারের আকার, শাব্দ শক্তি এবং লক্ষ্য প্রতিফলনের দ্বারা সীমাবদ্ধ।
কিছু অতিস্বনক সেন্সর ডিজাইনের জন্য, অনুভূমিক সনাক্তকরণ কোণ উল্লম্ব সনাক্তকরণ কোণের চেয়ে প্রশস্ত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, গঠন এবং প্রয়োগের উপর নির্ভর করে একটি সেন্সরের অনুভূমিক মরীচি কোণ প্রায় 120 ডিগ্রি এবং একটি উল্লম্ব মরীচি কোণ প্রায় 60 ডিগ্রি থাকতে পারে।
| কর্মক্ষমতা ফ্যাক্টর প্রভাব | সেন্সর কাজ |
|---|---|
| ফ্রিকোয়েন্সি | নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি আরও দূরে ভ্রমণ করে, যখন উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলি সংক্ষিপ্ত পরিসরে ভাল রেজোলিউশন প্রদান করতে পারে। |
| মরীচি কোণ | একটি সংকীর্ণ মরীচি দিকনির্দেশক সনাক্তকরণ উন্নত করে; একটি প্রশস্ত মরীচি আরও এলাকা জুড়ে। |
| লক্ষ্য পৃষ্ঠ | ফ্ল্যাট, শক্ত পৃষ্ঠগুলি নরম, কোণযুক্ত বা ছিদ্রযুক্ত পৃষ্ঠের চেয়ে আল্ট্রাসাউন্ডকে ভালভাবে প্রতিফলিত করে। |
| তাপমাত্রা | তাপমাত্রা শব্দের গতি পরিবর্তন করে এবং দূরত্বের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করতে পারে। |
| পরিবেশ | ধুলো, আর্দ্রতা, বাতাস, ফেনা, কম্পন এবং অন্যান্য অতিস্বনক উত্সগুলি সংকেতের গুণমানকে প্রভাবিত করতে পারে। |
সহজ গঠন এবং সুবিধাজনক উত্পাদন.
লক্ষ্যবস্তু স্পর্শ না করে অ-যোগাযোগ দূরত্ব পরিমাপ।
অপটিক্যাল সেন্সর থেকে লক্ষ্য রঙ, স্বচ্ছতা বা পরিবেষ্টিত আলো দ্বারা কম প্রভাবিত হয়।
স্বচ্ছ বস্তু, চকচকে পৃষ্ঠ, তরল স্তর এবং অনেক কঠিন পদার্থ সনাক্ত করার জন্য উপযুক্ত।
সাধারণ পরিবেশগত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্র দ্বারা সহজে হস্তক্ষেপ করা হয় না।
ওপেন টাইপ, ওয়াটারপ্রুফ টাইপ, হাই-ফ্রিকোয়েন্সি টাইপ, ট্রান্সমিটার, রিসিভার বা ইন্টিগ্রেটেড ট্রান্সসিভার হিসাবে ডিজাইন করা যেতে পারে।
| প্রকারের | বর্ণনা | সাধারণত ব্যবহার |
|---|---|---|
| অতিস্বনক ট্রান্সমিটার | বৈদ্যুতিক সংকেতকে অতিস্বনক তরঙ্গে রূপান্তরিত করে। | দূরত্ব মডিউল, রিপেলার ডিভাইস, সেন্সিং সিস্টেম। |
| অতিস্বনক রিসিভার | অতিস্বনক প্রতিধ্বনিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। | ইকো ডিটেকশন এবং সিগন্যাল রিসিভিং সার্কিট। |
| অতিস্বনক ট্রান্সসিভার | এক ইউনিটে ট্রান্সমিটিং এবং রিসিভিং ফাংশন একত্রিত করে। | কমপ্যাক্ট দূরত্ব সেন্সর এবং বস্তু সনাক্তকরণ মডিউল। |
| জলরোধী অতিস্বনক সেন্সর | আর্দ্র, বহিরঙ্গন, বা তরল-সম্পর্কিত পরিবেশের জন্য সিল করা আবাসন ব্যবহার করে। | পার্কিং সেন্সর, আউটডোর রেঞ্জিং, ট্যাঙ্ক লেভেল সেন্সিং। |
| উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অতিস্বনক সেন্সর | সংক্ষিপ্ত রেঞ্জে ভাল রেজোলিউশনের জন্য উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করে। | নির্ভুলতা সনাক্তকরণ, চিকিৎসা, শিল্প পরিদর্শন। |
অতিস্বনক সেন্সর যেখানেই যোগাযোগহীন পরিমাপের প্রয়োজন হয় সেখানে ব্যবহার করা হয়। এগুলি বিশেষভাবে কার্যকর যখন অপটিক্যাল সেন্সরগুলি রঙ, আলো, স্বচ্ছতা, ধুলো বা একদৃষ্টি দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে।
গাড়ি পার্কিং সেন্সর এবং রিভার্সিং রাডার।
রোবট বাধা পরিহার এবং নেভিগেশন.
ট্যাঙ্ক এবং পাত্রে তরল স্তর পরিমাপ।
শিল্প অটোমেশন এবং বস্তু সনাক্তকরণ.
স্মার্ট ট্র্যাশ বিন, স্বয়ংক্রিয় দরজা এবং উপস্থিতি সনাক্তকরণ।
বিশেষ সিস্টেমে প্রবাহ পরিমাপ, ফুটো সনাক্তকরণ এবং অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা।
যদিও অতিস্বনক সেন্সর অনেক অ্যাপ্লিকেশনে নির্ভরযোগ্য, তারা প্রতিটি লক্ষ্য বা পরিবেশের জন্য উপযুক্ত নয়। নরম, ছিদ্রযুক্ত, কোণীয়, খুব ছোট বা শব্দ-শোষণকারী বস্তু দুর্বল প্রতিধ্বনি ফিরে আসতে পারে। ফেনা, অশান্তি, শক্তিশালী বায়ু চলাচল এবং তাপমাত্রার পরিবর্তন পরিমাপের সঠিকতাকেও প্রভাবিত করতে পারে।
সঠিক অতিস্বনক দূরত্ব পরিমাপের জন্য, প্রকৌশলীদের সঠিক ফ্রিকোয়েন্সি, মরীচি কোণ, সেন্সরের ধরন, ইনস্টলেশন অবস্থান এবং ক্ষতিপূরণ পদ্ধতি বেছে নেওয়া উচিত। কঠোর পরিবেশে, জলরোধী বা সিল করা অতিস্বনক সেন্সরগুলি সাধারণত পছন্দ করা হয়।
অতিস্বনক সেন্সর উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গ প্রেরণ এবং প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি গ্রহণ করে কাজ করে। দূরত্ব প্রতিধ্বনি সময় এবং ফ্লাইট সময় নীতি ব্যবহার করে শব্দের গতি থেকে গণনা করা হয়।
যেহেতু অতিস্বনক সেন্সরগুলি যোগাযোগহীন, রঙ এবং আলোর প্রতি সংবেদনশীল নয় এবং অনেক কঠিন এবং তরল লক্ষ্যগুলির জন্য উপযুক্ত, এগুলি দূরত্ব পরিমাপ, বস্তু সনাক্তকরণ, তরল স্তর সেন্সিং, স্বয়ংচালিত সিস্টেম এবং শিল্প অটোমেশনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
অতিস্বনক সেন্সর একটি শব্দ পালস নির্গত করে, প্রতিফলিত প্রতিধ্বনি গ্রহণ করে এবং প্রতিধ্বনি সময় থেকে দূরত্ব গণনা করে দূরত্ব পরিমাপ করে। মূল সূত্র হল দূরত্ব = শব্দের গতি × সময় / 2।
একটি অতিস্বনক ট্রান্সমিটার বৈদ্যুতিক শক্তিকে অতিস্বনক শব্দ তরঙ্গে রূপান্তরিত করে। একটি অতিস্বনক রিসিভার প্রতিফলিত অতিস্বনক তরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। কিছু অতিস্বনক ট্রান্সডুসার একটি উপাদানে উভয় ফাংশন সম্পাদন করতে পারে।
40kHz অতিস্বনক সেন্সরগুলি সাধারণ কারণ তারা পরিসীমা, সংবেদনশীলতা, উপাদানের আকার, শক্তি খরচ এবং খরচের মধ্যে একটি ব্যবহারিক ভারসাম্য অফার করে। এগুলি বিস্তৃত মডিউল, বস্তু সনাক্তকরণ এবং পার্কিং সেন্সর সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
হ্যাঁ। যেহেতু অতিস্বনক সেন্সর আলোর পরিবর্তে শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে, তারা অনেক স্বচ্ছ বস্তু সনাক্ত করতে পারে যা অপটিক্যাল সেন্সরগুলির জন্য কঠিন। প্রকৃত ফলাফল বস্তুর আকৃতি, কোণ, আকার এবং শাব্দ প্রতিফলনের উপর নির্ভর করে।
সঠিকতা তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, বায়ু, লক্ষ্য কোণ, লক্ষ্য উপাদান, পৃষ্ঠের রুক্ষতা, সেন্সর প্রান্তিককরণ, মরীচি কোণ, পরিবেশগত শব্দ এবং কাছাকাছি বস্তুর প্রতিধ্বনি হস্তক্ষেপ দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে।
অতিস্বনক সেন্সরগুলি সাধারণত দৃশ্যমান আলো বা বস্তুর রঙ দ্বারা প্রভাবিত হয় না কারণ তারা শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে। এটি অন্ধকার পরিবেশ, স্বচ্ছ লক্ষ্যবস্তু, চকচকে পৃষ্ঠ এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযোগী করে তোলে যেখানে অপটিক্যাল সেন্সরগুলি অবিশ্বস্ত হতে পারে।
অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সরগুলি গাড়ি রিভার্সিং রাডার, রোবট বাধা পরিহার, তরল স্তর পরিমাপ, শিল্প অটোমেশন, স্মার্ট ট্র্যাশ বিন, স্বয়ংক্রিয় দরজা, পার্কিং সিস্টেম এবং অ-যোগাযোগ সনাক্তকরণ সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
