Paano gumagana ang mga ultrasonic sensor?

Ang mga ultrasonic sensor ay mga device na nagko-convert ng mga ultrasonic signal sa ibang mga signal ng enerhiya (karaniwan ay mga electrical signal) upang sukatin ang distansya mula sa sensor patungo sa target na bagay. Ang ultrasonic wave ay isang mekanikal na alon na may dalas ng panginginig ng boses na mas mataas kaysa sa 20KHz at mayroon itong mga katangian ng mataas na dalas, maikling wavelength, maliit na diffraction phenomenon, lalo na ang magandang directivity, na maaaring maging ray at magpalaganap nang direksyon.

Ang ultrasonic sensor ay maaaring gamitin bilang ultrasonic distance sensor upang sukatin ang distansya ng isang target na bagay, tuklasin ang presensya ng pati na rin ang paggalaw ng bagay sa pamamagitan ng paglalapat ng mga de-koryenteng signal sa 40khz ceramic transducer (transmitter) upang magpadala ng mga ultrasonic wave at i-convert ang sinasalamin na tunog sa mga electrical signal (sumangguni sa larawan).

Ang isang pares ng ultrasonic sensor ay binubuo ng isang transmitter at receiver na magagamit bilang hiwalay na mga yunit o naka-embed na magkasama bilang isang yunit. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng Manorshi 40KHz ultrasonic transmitter at receiver.(Makakahanap ka ng higit pang impormasyon sa Manorshi website: www.manorshi.com )

Paggawa ng Ultrasonic Sensors

Ang ultrasonic transmitter ay gumagamit ng piezoceramic crystal na nakakabit sa isang conical metal sheet. Kapag ang isang de-koryenteng boltahe ay inilapat sa piezoceramic, ito ay nag-vibrate sa patuloy na pagpapalawak at pag-urong. Bilang isang resulta, ayon sa pag-aari ng piezoelectric na materyal, ang mga ultrasonic wave ay nabuo na nagpapalaganap nang tuwid dahil sa conical na hugis ng resonator.

 

Ang mga ultrasonic na receiver ay gumagana sa eksaktong kabaligtaran na konsepto. Kapag tumama ang ultrasonic wave sa resonator, nagvibrate ang konektadong vibrator (metal plate). Sa pamamagitan ng pagdikit ng vibration ng piezoelectric ceramic disc sa vibrator, ang isang kasalukuyang ay nabuo ayon sa mga katangian ng piezoelectric ceramic na materyal. Ang kasalukuyang ito ay karagdagang kinuha mula sa dalawang panlabas na lead.

Sa madaling salita, ang mga ultrasonic sensor ay maaaring parehong magpadala at tumanggap ng mga ultrasonic wave. Kapag nagpapadala ng mga ultrasonic wave, ito ay nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa mga ultrasonic wave; kapag tumatanggap ng mga dayandang, pinapalitan nito ang panginginig ng boses ng mga ultrasonic wave sa mga senyales ng kuryente, kaya tinatawag itong 'ultrasonic transducer'.

Mga katangian ng pagganap ng mga ultrasonic sensor

Dahil sa mga katangian ng istruktura ng pabilog na piezoelectric wafer, ang mga ibinubuga na ultrasonic wave ay may isang tiyak na direktiba, at ang cross-section ng beam ay katulad ng isang ellipse, kaya limitado ang hanay ng pagtuklas. Ang anggulo ng pagtuklas ng pahalang na eroplano ay 120 degrees, at ang anggulo ng pagtuklas ng patayong eroplano ay 60 degrees.

Mga tampok ng Ultrasonic sensor

1. Simpleng istraktura at maginhawang pagmamanupaktura;

2. Hindi madaling makagambala ng mga electromagnetic field sa kapaligiran;

3. Ang ultratunog ay hindi sensitibo sa liwanag at kulay, at maaaring gamitin upang makilala ang mga bagay na transparent at hindi maganda ang reflective.