초음파 범위의 원리

초음파 범위는 음파를 사용하여 두 객체 사이의 거리를 결정하는 기술입니다. 자동차, 의료 및 로봇 공학을 포함한 다양한 산업에서 필수 도구가되었습니다. 이 기사의 목적은 초음파 범위의 원리와 그 응용에 대한 포괄적 인 설명을 제공하는 것입니다.

초음파 범위는 무엇입니까?

초음파 범위는 고주파 사운드 파를 사용하여 두 객체 사이의 거리를 결정하는 기술입니다. 트랜스 듀서에서 초음파를 전송하고 물체를 때린 후 파도가 튀는 데 걸리는 시간을 측정하여 작동합니다. 웨이브가 반환하는 데 걸리는 시간은 트랜스 듀서와 물체 사이의 거리를 계산하는 데 사용됩니다. 단일 트랜스 듀서 센서 및 듀얼 트랜스 듀서 센서를 포함한 다양한 유형의 초음파 센서가 있습니다.

초음파 범위의 작동 원리

초음파 범위의 원리는 음파의 물리학을 기반으로합니다. 트랜스 듀서에서 초음파 웨이브가 전염되면 공기를 통해 이동하여 물체에 도달합니다. 그런 다음 파도는 트랜스 듀서로 다시 튀어 나와 파도가 반환하는 데 걸리는 시간이 측정됩니다. 이번에는 트랜스 듀서와 물체 사이의 거리를 계산하는 데 사용됩니다.

트랜스 듀서는 초음파 범위에서 중요한 역할을합니다. 초음파 웨이브를 전송하고받는 것은 모두 책임이 있습니다. 트랜스 듀서는 전기 신호를 기계적 진동으로 변환 한 다음 초음파 파로 전달됩니다. 파도가 물체에 부딪히고 뒤로 튀어 나오면 트랜스 듀서는 파도를 수신하여 다시 전기 신호로 변환합니다.

초음파 범위의 장점과 한계

초음파 범위는 다른 범위의 기술에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 비접촉식이므로 물리적으로 닿지 않고 물체 사이의 거리를 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 정확합니다. 장거리에서도 정확한 측정을 제공합니다.

그러나 초음파 범위에는 몇 가지 한계가 있습니다. 온도, 공기압 및 습도와 같은 환경 적 요인의 영향을받습니다. 또한 단단한 물체를 관통 할 수 없으므로 다른 물체 뒤에있는 물체까지의 거리를 측정 할 수 없습니다. 이것은 특정 응용 프로그램에서 유용성을 제한 할 수 있습니다.

레이저 범위 및 적외선 범위와 같은 다른 범위의 기술과 비교할 때 초음파 범위는 비교적 저렴하고 구현하기 쉽습니다. 이것은 광범위한 응용 프로그램에 인기있는 선택입니다.

초음파 범위의 응용

초음파 범위는 자동차, 의료 및 로봇 공학을 포함한 다양한 산업에서 사용됩니다. 자동차 산업에서 초음파 범위는 차량의 거리 측정 및 장애물 감지에 사용됩니다. 이를 통해 차량은 충돌을 피하고 안전하게 주차 할 수 있습니다.

의료 산업에서 초음파 범위는 비 침습적 이미징에 사용되며 내부 장기 사이의 거리를 측정합니다. 이를 통해 의료 전문가는 침습적 절차없이 환자를 진단하고 치료할 수 있습니다.

로봇 공학 분야에서 초음파 범위는 내비게이션 및 장애물 회피에 사용됩니다. 초음파 센서가 장착 된 로봇은 복잡한 환경을 탐색하고 장애물을 피할 수있어보다 효과적이고 효율적입니다.

초음파 범위의 미래

초음파 범위의 분야는 빠르게 발전하고 있으며 새로운 발전이 항상 이루어지고 있습니다. 앞으로 초음파 범위는 더 많은 산업 및 응용 프로그램에 통합 될 가능성이 높습니다.

초음파 범위의 잠재적 인 미래 적용 중 하나는 자율 주행 차에 있습니다. 자율 주행 차량은 안전하게 탐색하기 위해 매우 정확하고 안정적인 거리 측정 시스템이 필요합니다. 초음파 범위는 자율 주행 차가 안전하게 작동 할 수 있도록 필요한 거리 측정을 제공하여 중요한 역할을 할 수 있습니다.

초음파 범위의 또 다른 잠재적 인 적용은 산업 자동화 분야에 있습니다. 효율적이고 비용 효율적인 자동화 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라 초음파 범위는 산업용 로봇에 대한 정확하고 안정적인 측정을 제공하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

결론

결론적으로, 초음파 범위는 고주파 사운드 파를 사용하여 두 객체 사이의 거리를 결정하는 기술입니다. 자동차, 의료 및 로봇 공학을 포함한 다양한 산업에서 필수 도구가되었습니다. 초음파 범위의 원리는 음파의 물리학을 기반으로하며 초음파 변환기를 사용하여 가능합니다. 초음파 범위에는 몇 가지 한계가 있지만 몇 가지 장점이있어 광범위한 응용 프로그램에 인기있는 선택입니다. 초음파 범위의 미래는 수평선에 새로운 발전과 잠재적 인 응용 프로그램으로 밝게 보입니다.

사람의 귀가들을 수있는 음파 주파수는 20Hz ～ 20kHz입니다. 주파수가 20kHz보다 높으면 인간 귀가들을 수 없습니다. 따라서 우리는 20kHz보다 높은 주파수로 사운드 파를 호출합니다. '초음파 웨이브 '.

초음파는 강한 지향성을 가지고 있으며 공중에서 장거리 여행을합니다. 장애물이 발생할 때 반영됩니다. 따라서 사람들은 종종 거리 측정을 위해 초음파를 사용합니다.

초음파 거리 측정 방법은 에코 탐지 방법입니다. 초음파 송신기는 특정 방향으로 초음파 파를 방출합니다. 방출과 동시에 타이머는 타이밍을 시작합니다. 초음파 수신기는 반사 된 초음파 파를 수신 할 때 즉시 타이밍을 중지합니다. 공기 중에서 초음파 파의 전파 속도는 340m/s입니다. 타이머에 의해 기록 된 시간에 따르면, 방출 지점에서 장애물 표면까지의 거리는 계산 될 수있다.

초음파 센서의 주요 성능 지표는 다음과 같습니다.

(1) 작업 빈도. 작동 주파수는 압전 칩의 공진 주파수입니다. 두 끝에 적용되는 AC 전압의 주파수가 칩의 공진 주파수와 같으면 출력 에너지가 가장 크고 감도도 가장 높습니다.

(2) 작업 온도. 압전 재료의 거리 점은 일반적으로 비교적 높기 때문에, 특히 진단을위한 초음파 프로브는 작은 전력을 사용하므로 작업 온도는 상대적으로 낮으며 실패없이 오랫동안 작동 할 수 있습니다. 치료에 사용되는 초음파 프로브의 온도는 비교적 높으며 별도의 냉각 장치가 필요합니다.

(3) 감도. 주로 제조 칩 자체에 의존하고 전자 기계적 커플 링 계수가 크고 감도가 높습니다.

과학 기술의 빠른 발전으로 인해 초음파 센서의 적용을 찾는 것은 어렵지 않습니다. 예를 들어, 역전 레이더는 초음파 파를 사용하여 거리를 측정하여 주차 및 장애물 회피의 기능을 실현합니다. Manorshi의 엔지니어는 3 개의 초음파 센서 MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR 및 MSW-A1840H12TR을 권장합니다. 그들은 안정성이 우수하고 감도가 높고 정밀도가 높으며 시장에서 호평을 받았습니다.