Il principio di range ultrasonico

La gamma di ultrasuoni è una tecnologia che utilizza onde sonore per determinare la distanza tra due oggetti. È diventato uno strumento essenziale in vari settori, tra cui automobili, sanitari e robotica. Lo scopo di questo articolo è quello di fornire una spiegazione completa del principio della gamma di ultrasuoni e delle sue applicazioni.

Che cos'è l'ultrasonico che si estende?

La gamma di ultrasuoni è una tecnica che utilizza onde sonore ad alta frequenza per determinare la distanza tra due oggetti. Funziona trasmettendo un'onda ad ultrasuoni da un trasduttore e misurando il tempo impiegato dall'onda di rimbalzare dopo aver colpito un oggetto. Il tempo impiegato per il ritorno dell'onda viene utilizzato per calcolare la distanza tra il trasduttore e l'oggetto. Esistono vari tipi di sensori ad ultrasuoni, tra cui sensori a trasduttore singolo e sensori a doppio trasduttore.

Principio di lavoro di range ad ultrasuoni

Il principio della gamma di ultrasuoni si basa sulla fisica delle onde sonore. Quando un'onda ad ultrasuoni viene trasmessa da un trasduttore, viaggia attraverso l'aria e raggiunge un oggetto. L'onda quindi torna al trasduttore e viene misurato il tempo impiegato per il ritorno dell'onda. Questa volta viene utilizzato per calcolare la distanza tra il trasduttore e l'oggetto.

Il trasduttore svolge un ruolo importante nella gamma di ultrasuoni. È responsabile sia per la trasmissione che per la ricezione dell'onda ad ultrasuoni. Il trasduttore converte i segnali elettrici in vibrazioni meccaniche, che vengono quindi trasmesse come onde ad ultrasuoni. Quando l'onda colpisce un oggetto e rimbalza indietro, il trasduttore riceve l'onda e la converte in un segnale elettrico.

Vantaggi e limitazioni della gamma di ultrasuoni

La gamma di ultrasuoni presenta diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie a distanza. Non è contatto, il che significa che può essere usato per misurare la distanza tra gli oggetti senza toccarli fisicamente. È anche accurato, fornendo misurazioni precise anche su lunghe distanze.

Tuttavia, anche la gamma di ultrasuoni ha alcune limitazioni. È influenzato da fattori ambientali come temperatura, pressione dell'aria e umidità. Inoltre, non può penetrare oggetti solidi, il che significa che non può misurare la distanza da un oggetto dietro un altro oggetto. Ciò può limitare la sua utilità in alcune applicazioni.

Rispetto ad altre tecnologie a distanza, come il distacco di laser e il range a infrarossi, il ranging ad ultrasuoni è relativamente economico e facile da implementare. Questo lo rende una scelta popolare per una vasta gamma di applicazioni.

Applicazioni di range ultrasonico

La gamma di ultrasuoni viene utilizzata in una varietà di settori, tra cui automobili, sanitari e robotica. Nell'industria automobilistica, la gamma di ultrasuoni viene utilizzata per la misurazione della distanza e il rilevamento degli ostacoli nei veicoli. Ciò consente ai veicoli di evitare collisioni e parcheggiare in modo sicuro.

Nel settore sanitario, il ranging ad ultrasuoni viene utilizzato per l'imaging non invasivo e la misurazione della distanza tra gli organi interni. Ciò consente ai professionisti medici di diagnosticare e trattare i pazienti senza la necessità di procedure invasive.

Nel campo della robotica, la gamma di ultrasuoni viene utilizzata per la navigazione e l'evitamento degli ostacoli. I robot dotati di sensori ad ultrasuoni possono navigare in ambienti complessi ed evitare ostacoli, rendendoli più efficaci ed efficienti.

Il futuro della gamma di ultrasuoni

Il campo della gamma di ultrasuoni è in rapido evoluzione, con nuovi progressi sempre fatti. In futuro, è probabile che il ranging ad ultrasuoni sarà integrato in ancora più industrie e applicazioni.

Una potenziale futura applicazione di range ultrasonici è nel campo dei veicoli autonomi. I veicoli autonomi richiederanno sistemi di misurazione a distanza altamente accurati e affidabili per navigare in modo sicuro. La gamma di ultrasuoni potrebbe svolgere un ruolo cruciale in questo, fornendo le misurazioni della distanza necessarie per consentire ai veicoli autonomi di funzionare in modo sicuro.

Un'altra potenziale applicazione di range ultrasonici è nel campo dell'automazione industriale. Con la crescente domanda di sistemi di automazione efficienti ed economici, il ranging ad ultrasuoni potrebbe svolgere un ruolo chiave nel fornire misurazioni accurate e affidabili per i robot industriali.

Conclusione

In conclusione, la gamma di ultrasuoni è una tecnologia che utilizza onde sonore ad alta frequenza per determinare la distanza tra due oggetti. È diventato uno strumento essenziale in vari settori, tra cui automobili, sanitari e robotica. Il principio del range ultrasonico si basa sulla fisica delle onde sonore ed è reso possibile attraverso l'uso di trasduttori ad ultrasuoni. Mentre la gamma di ultrasuoni ha alcune limitazioni, ha anche diversi vantaggi, rendendolo una scelta popolare per una vasta gamma di applicazioni. Il futuro della gamma di ultrasuoni sembra luminoso, con nuovi progressi e potenziali applicazioni all'orizzonte.

La frequenza dell'onda sonora che le orecchie umane possono sentire è 20Hz ～ 20kHz. Quando la frequenza è superiore a 20kHz, l'orecchio umano non può ascoltarlo. Pertanto, chiamiamo l'onda sonora con una frequenza superiore a 20kHz 'Wave ultrasonica '.

L'ecografia ha una forte direttività e percorre una lunga distanza nell'aria. Si rifletterà quando si incontrano ostacoli. Pertanto, le persone spesso usano un'onda ad ultrasuoni per la misurazione della distanza.

Il metodo più comunemente della misurazione della distanza ad ultrasuoni è il metodo di rilevamento dell'eco. Il trasmettitore ad ultrasuoni emette onde ultrasoniche in una certa direzione. Allo stesso tempo dell'emissione, il timer inizia i tempi. Il ricevitore ad ultrasuoni smette di tempismo immediatamente quando riceve le onde ad ultrasuoni riflesse. La velocità di propagazione delle onde ad ultrasuoni nell'aria è di 340 m/s. Secondo il tempo registrato dal timer, è possibile calcolare la distanza dal punto di emissione alla superficie dell'ostacolo.

I principali indicatori di prestazione dei sensori ad ultrasuoni includono:

(1) Frequenza di lavoro. La frequenza di lavoro è la frequenza risonante del chip piezoelettrico. Quando la frequenza della tensione CA applicata alle sue due estremità è uguale alla frequenza di risonanza del chip, l'energia di uscita è la più grande e la sensibilità è anche la più alta.

(2) Temperatura di lavoro. Poiché il punto di distanza del materiale piezoelettrico è generalmente relativamente alto, in particolare la sonda ad ultrasuoni per la diagnosi utilizza una piccola potenza, quindi la temperatura di lavoro è relativamente bassa e può funzionare a lungo senza fallimento. La temperatura della sonda ad ultrasuoni utilizzata nel trattamento medico è relativamente elevata ed è richiesto un dispositivo di raffreddamento separato.

(3) Sensibilità. Dipende principalmente dallo stesso chip di produzione, il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico è grande e la sensibilità è elevata.

Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, non è difficile per noi trovare l'applicazione di sensori ad ultrasuoni. Ad esempio, il radar inversione utilizza onde ad ultrasuoni per misurare la distanza, in modo da realizzare la funzione del parcheggio e dell'evitamento degli ostacoli. L'ingegnere di Manorshi consiglia tre sensori ad ultrasuoni MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR e MSW-A1840H12TR. Hanno una buona stabilità, alta sensibilità e alta precisione e sono stati ben accolti dal mercato.