Prinsip Ranging Ultrasonik

Ultrasonic Ranging adalah teknologi yang menggunakan gelombang suara untuk menentukan jarak antara dua objek. Ini telah menjadi alat penting di berbagai industri, termasuk otomotif, perawatan kesehatan, dan robotika. Tujuan dari artikel ini adalah untuk memberikan penjelasan komprehensif tentang prinsip pengkhianatan ultrasonik dan aplikasinya.

Apa itu Ranging Ultrasonic?

Ultrasonic Ranging adalah teknik yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi untuk menentukan jarak antara dua objek. Ini bekerja dengan mentransmisikan gelombang ultrasonik dari transduser dan mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang untuk bangkit kembali setelah memukul objek. Waktu yang dibutuhkan untuk pengembalian gelombang digunakan untuk menghitung jarak antara transduser dan objek. Ada berbagai jenis sensor ultrasonik, termasuk sensor transduser tunggal dan sensor transduser ganda.

Prinsip Kerja Ranging Ultrasonik

Prinsip rentang ultrasonik didasarkan pada fisika gelombang suara. Ketika gelombang ultrasonik ditransmisikan dari transduser, ia bergerak melalui udara dan mencapai suatu objek. Gelombang kemudian memantul kembali ke transduser, dan waktu yang dibutuhkan gelombang untuk kembali diukur. Waktu ini digunakan untuk menghitung jarak antara transduser dan objek.

Transduser memainkan peran penting dalam rentang ultrasonik. Ini bertanggung jawab untuk mentransmisikan dan menerima gelombang ultrasonik. Transduser mengubah sinyal listrik menjadi getaran mekanis, yang kemudian ditransmisikan sebagai gelombang ultrasonik. Ketika gelombang mengenai suatu objek dan memantul kembali, transduser menerima gelombang dan mengubahnya kembali menjadi sinyal listrik.

Keuntungan dan Keterbatasan Ranging Ultrasonik

Ranging ultrasonik memiliki beberapa keunggulan dibandingkan teknologi rentang lainnya. Ini non-kontak, yang berarti dapat digunakan untuk mengukur jarak antara objek tanpa secara fisik menyentuhnya. Ini juga akurat, memberikan pengukuran yang tepat bahkan dalam jarak jauh.

Namun, rentang ultrasonik juga memiliki beberapa keterbatasan. Ini dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, tekanan udara, dan kelembaban. Itu juga tidak dapat menembus benda padat, yang berarti tidak dapat mengukur jarak ke objek yang ada di belakang objek lain. Ini dapat membatasi kegunaannya dalam aplikasi tertentu.

Dibandingkan dengan teknologi rentang lainnya, seperti pengkhianatan laser dan rentang inframerah, ranging ultrasonik relatif murah dan mudah diimplementasikan. Ini membuatnya menjadi pilihan populer untuk berbagai aplikasi.

Aplikasi Ranging Ultrasonik

Ranging ultrasonik digunakan dalam berbagai industri, termasuk otomotif, perawatan kesehatan, dan robotika. Dalam industri otomotif, pengkhianatan ultrasonik digunakan untuk pengukuran jarak dan deteksi hambatan pada kendaraan. Ini memungkinkan kendaraan untuk menghindari tabrakan dan parkir dengan aman.

Dalam industri perawatan kesehatan, rentang ultrasonik digunakan untuk pencitraan non-invasif dan mengukur jarak antara organ internal. Hal ini memungkinkan para profesional medis untuk mendiagnosis dan merawat pasien tanpa perlu prosedur invasif.

Di bidang robotika, rentang ultrasonik digunakan untuk navigasi dan penghindaran hambatan. Robot yang dilengkapi dengan sensor ultrasonik dapat menavigasi lingkungan yang kompleks dan menghindari hambatan, membuatnya lebih efektif dan efisien.

Masa Depan Ranging Ultrasonik

Bidang rentang ultrasonik berkembang pesat, dengan kemajuan baru dibuat sepanjang waktu. Di masa depan, ada kemungkinan bahwa rentang ultrasonik akan diintegrasikan ke dalam lebih banyak industri dan aplikasi.

Salah satu aplikasi potensial masa depan dari rentang ultrasonik adalah di bidang kendaraan otonom. Kendaraan otonom akan membutuhkan sistem pengukuran jarak jarak yang sangat akurat dan andal untuk bernavigasi dengan aman. Ranging ultrasonik dapat memainkan peran penting dalam hal ini, memberikan pengukuran jarak yang diperlukan untuk memungkinkan kendaraan otonom beroperasi dengan aman.

Aplikasi potensial lain dari rentang ultrasonik adalah di bidang otomatisasi industri. Dengan meningkatnya permintaan untuk sistem otomasi yang efisien dan hemat biaya, pengkhianatan ultrasonik dapat memainkan peran kunci dalam memberikan pengukuran yang akurat dan andal untuk robot industri.

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, pengkhianatan ultrasonik adalah teknologi yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi untuk menentukan jarak antara dua objek. Ini telah menjadi alat penting di berbagai industri, termasuk otomotif, perawatan kesehatan, dan robotika. Prinsip rentang ultrasonik didasarkan pada fisika gelombang suara dan dimungkinkan melalui penggunaan transduser ultrasonik. Sementara pengajaran ultrasonik memiliki beberapa keterbatasan, ia juga memiliki beberapa keunggulan, menjadikannya pilihan populer untuk berbagai aplikasi. Masa depan ultrasonik ranging terlihat cerah, dengan kemajuan baru dan aplikasi potensial di cakrawala.

Frekuensi gelombang suara yang dapat didengar telinga manusia adalah 20Hz ～ 20kHz. Ketika frekuensinya lebih tinggi dari 20kHz, telinga manusia tidak dapat mendengarnya. Oleh karena itu, kami menyebut gelombang suara dengan frekuensi lebih tinggi dari 20kHz 'gelombang ultrasonik '.

USG memiliki directivity yang kuat dan melakukan perjalanan jarak jauh di udara. Ini akan tercermin saat menghadapi rintangan. Oleh karena itu, orang sering menggunakan gelombang ultrasonik untuk pengukuran jarak.

Metode pengukuran jarak ultrasonik yang paling umum adalah metode deteksi gema. Pemancar ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik ke arah tertentu. Pada saat yang sama dengan emisi, timer mulai menentukan waktu. Penerima ultrasonik segera menghentikan waktu ketika menerima gelombang ultrasonik yang dipantulkan. Kecepatan perambatan gelombang ultrasonik di udara adalah 340m/s. Menurut waktu yang dicatat oleh timer, jarak dari titik emisi ke permukaan hambatan dapat dihitung.

Indikator kinerja utama sensor ultrasonik meliputi:

(1) Frekuensi kerja. Frekuensi kerja adalah frekuensi resonansi chip piezoelektrik. Ketika frekuensi tegangan AC yang diterapkan pada kedua ujungnya sama dengan frekuensi resonansi chip, energi output adalah yang terbesar dan sensitivitas juga yang tertinggi.

(2) Suhu kerja. Karena titik jarak bahan piezoelektrik umumnya relatif tinggi, terutama probe ultrasonik untuk diagnosis menggunakan daya kecil, sehingga suhu kerja relatif rendah, dan dapat bekerja untuk waktu yang lama tanpa kegagalan. Suhu probe ultrasonik yang digunakan dalam perawatan medis relatif tinggi, dan perangkat pendingin terpisah diperlukan.

(3) Sensitivitas. Ini terutama tergantung pada chip manufaktur itu sendiri, koefisien kopling elektromekanis besar, dan sensitivitasnya tinggi.

Dengan perkembangan sains dan teknologi yang cepat, tidak sulit bagi kita untuk menemukan penerapan sensor ultrasonik. Misalnya, radar pembalik menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengukur jarak, sehingga dapat mewujudkan fungsi parkir dan penghindaran rintangan. Insinyur dari Manorshi merekomendasikan tiga sensor ultrasonik MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR, dan MSW-A1840H12TR. Mereka memiliki stabilitas yang baik, sensitivitas tinggi dan presisi tinggi, dan telah diterima dengan baik oleh pasar.