¿Cómo funcionan los sensores ultrasónicos?

Los sensores ultrasónicos son dispositivos que convierten las señales ultrasónicas en otras señales de energía (generalmente señales eléctricas) para medir la distancia desde el sensor al objeto objetivo. La onda ultrasónica es una onda mecánica con una frecuencia de vibración superior a 20 kHz y tiene las características de alta frecuencia, longitud de onda corta, pequeño fenómeno de difracción, especialmente buena directividad, que puede convertirse en rayos y propagarse direccionalmente.

El sensor ultrasónico se puede utilizar como sensor de distancia ultrasónica para medir la distancia de un objeto objetivo, detectar la presencia así como el movimiento del objeto aplicando las señales eléctricas a la transductor de cerámica de 40 kHz (transmisor) para transmitir ondas ultrasónicas y convertir el sonido reflejado en señales eléctricas (referencia a la imagen).

Un par de sensor ultrasónico se compone de un transmisor y receptor que está disponible como unidades separadas o incrustados como un solo unidad. La imagen a continuación muestra el transmisor ultrasónico Manorshi de 40 kHz y el receptor (puede encontrar más información en el sitio web de Manorshi: www.manorshi.com )

Trabajo de sensores ultrasónicos

El transmisor ultrasónico utiliza un cristal piezocerámico unido con una lámina de metal cónica. Cuando se aplica un voltaje eléctrico al piezocerámico, vibra con expansión y contracción continuas. Como resultado, según la propiedad del material piezoeléctrico, se generan ondas ultrasónicas que se propagan recta debido a la forma cónica del resonador.

Los receptores ultrasónicos trabajan en el concepto exacto opuesto. Cuando la onda ultrasónica atraviesa el resonador, el vibrador conectado (placa de metal) vibra. Al pegar la vibración del disco cerámico piezoeléctrico al vibrador, se genera una corriente de acuerdo con las características del material cerámico piezoeléctrico. Esta corriente se toma de los dos cables externos.

En resumen, los sensores ultrasónicos pueden transmitir y recibir ondas ultrasónicas. Al transmitir ondas ultrasónicas, convierte la energía eléctrica en ondas ultrasónicas; Al recibir ecos, convierte la vibración de ondas ultrasónicas en señales eléctricas, por lo que se llama 'Transductor ultrasónico '.

Características de rendimiento de los sensores ultrasónicos

Debido a las características estructurales de la oblea piezoeléctrica circular, las ondas ultrasónicas emitidas tienen una cierta directividad, y la sección transversal del haz es similar a una elipse, por lo que el rango de detección es limitado. El ángulo de detección del plano horizontal es de 120 grados, y el ángulo de detección del plano vertical es de 60 grados.

Características de los sensores ultrasónicos

1. Estructura simple y fabricación conveniente;

2. No se interfiere fácilmente por campos electromagnéticos ambientales;

3. La ecografía no es sensible a la luz y el color, y puede usarse para identificar objetos transparentes y mal reflectantes.