Zasada rozmiarów ultradźwiękowych

Ultradźwiękowe to technologia, która wykorzystuje fale dźwiękowe do określenia odległości między dwoma obiektami. Stało się niezbędnym narzędziem w różnych branżach, w tym motoryzacyjnej, zdrowia i robotyki. Celem tego artykułu jest przedstawienie kompleksowego wyjaśnienia zasady ultradźwiękowej i jego zastosowań.

Co to jest ultradźwiękowe?

Zasięg ultradźwiękowy jest techniką, która wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do określenia odległości między dwoma obiektami. Działa poprzez przekazanie fali ultradźwiękowej z przetwornika i mierzenie czasu potrzebnego do odbicia fali po trafieniu obiektu. Czas potrzebny do powrotu fali służy do obliczenia odległości między przetwornikiem a obiektem. Istnieją różne rodzaje czujników ultradźwiękowych, w tym pojedyncze czujniki przetworników i podwójne czujniki przetworników.

Zasada pracy ultradźwiękowej

Zasada ultradźwiękowego zakresu opiera się na fizyce fal dźwiękowych. Gdy fala ultradźwiękowa jest przenoszona z przetwornika, podróżuje w powietrzu i osiąga obiekt. Następnie fala odbija się z powrotem do przetwornika i mierzony jest czas, w którym fala do powrotu. Ten czas służy do obliczenia odległości między przetwornikiem a obiektem.

Osoby przetwornik odgrywa ważną rolę w zakresie ultradźwiękowym. Odpowiada zarówno za transmisję, jak i odbieranie fali ultradźwiękowej. Przetwórca przekształca sygnały elektryczne w wibracje mechaniczne, które są następnie przenoszone jako fale ultradźwiękowe. Kiedy fala uderza w obiekt i odbija się od tyłu, przetwornik odbiera falę i przekształca ją z powrotem w sygnał elektryczny.

Zalety i ograniczenia ultradźwiękowe

Przeniesienie ultradźwiękowe ma kilka zalet w porównaniu z innymi technologiami. Jest to bezkontaktowe, co oznacza, że ​​można go użyć do pomiaru odległości między obiektami bez ich fizycznego dotykania. Jest to również dokładne, zapewniając precyzyjne pomiary nawet na duże odległości.

Jednak w zakresie ultradźwięków ma również pewne ograniczenia. Wpływają na to czynniki środowiskowe, takie jak temperatura, ciśnienie powietrza i wilgotność. Nie może również penetrować stałych obiektów, co oznacza, że ​​nie może zmierzyć odległości do obiektu, który znajduje się za innym obiektem. Może to ograniczyć jego przydatność w niektórych aplikacjach.

W porównaniu z innymi technologiami, takimi jak laserowy i podczerwieni, ultradźwiękowe jest stosunkowo niedrogie i łatwe do wdrożenia. To sprawia, że ​​jest to popularny wybór dla szerokiej gamy aplikacji.

Zastosowania ultradźwiękowe

Ultradźwiękowe zakresy jest stosowane w różnych branżach, w tym w motoryzacyjnej, zdrowia i robotyce. W branży motoryzacyjnej rozdział ultradźwiękowy jest wykorzystywany do pomiaru odległości i wykrywania przeszkód w pojazdach. Umożliwia to pojazdom unikanie kolizji i bezpiecznego parku.

W branży opieki zdrowotnej rozdział ultradźwiękowy jest stosowany do obrazowania nieinwazyjnego i pomiaru odległości między narządami wewnętrznymi. Umożliwia to lekarzom diagnozowanie i leczenie pacjentów bez potrzeby zabiegów inwazyjnych.

W dziedzinie robotyki zasięg ultradźwiękowy jest wykorzystywany do nawigacji i unikania przeszkód. Roboty wyposażone w czujniki ultradźwiękowe mogą poruszać się z złożonymi środowiskami i unikać przeszkód, dzięki czemu są bardziej skuteczne i wydajne.

Przyszłość ultradźwiękowego

Pole ultradźwiękowej zakresu szybko się rozwija, a nowe postępy są przez cały czas. W przyszłości prawdopodobne jest, że ultradźwiękowe zakresy zostanie zintegrowane z jeszcze większą liczbą branż i zastosowań.

Jednym z potencjalnych przyszłych zastosowań ultradźwiękowych jest dziedzina pojazdów autonomicznych. Pojazdy autonomiczne będą wymagały wysoce dokładnych i niezawodnych systemów pomiaru odległości do bezpiecznej nawigacji. Przeniesienie ultradźwiękowe może odgrywać w tym kluczową rolę, zapewniając niezbędne pomiary odległości, aby umożliwić bezpieczne działanie pojazdów autonomicznych.

Kolejnym potencjalnym zastosowaniem ultradźwiękowego zakresu znajduje się w dziedzinie automatyzacji przemysłowej. Wraz ze wzrostem popytu na wydajne i opłacalne systemy automatyzacji, rozkłady ultradźwiękowe może odgrywać kluczową rolę w zapewnianiu dokładnych i niezawodnych pomiarów robotów przemysłowych.

Wniosek

Podsumowując, ultradźwiękowe zakresy to technologia, która wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do określenia odległości między dwoma obiektami. Stało się niezbędnym narzędziem w różnych branżach, w tym motoryzacyjnej, zdrowia i robotyki. Zasada rozmiarów ultradźwiękowych opiera się na fizyce fal dźwiękowych i jest możliwa dzięki zastosowaniu ultradźwiękowych przetworników. Podczas gdy ultradźwiękowe mające pewne ograniczenia, ma również kilka zalet, co czyni go popularnym wyborem dla szerokiej gamy zastosowań. Przyszłość ultradźwięków wygląda jasno, z nowymi postępami i potencjalnymi zastosowaniami na horyzoncie.

Częstotliwość fali dźwiękowej, którą słyszą ludzkie uszy, wynosi 20 Hz ～ 20 kHz. Gdy częstotliwość jest wyższa niż 20 kHz, ludzkie ucho nie słyszy. Dlatego nazywamy falą dźwiękową o częstotliwości wyższej niż 20 kHz „fala ultradźwiękowa ”.

Ultradźwięki ma silną kierunkowość i podróżuje w powietrzu na duże odległości. Zostanie to odzwierciedlone podczas napotkania przeszkód. Dlatego ludzie często używają fali ultradźwiękowej do pomiaru odległości.

Najczęściej metodą pomiaru odległości ultradźwiękowej jest metoda wykrywania echa. Nadajnik ultradźwiękowy emituje fale ultradźwiękowe w określonym kierunku. W tym samym czasie, co emisja, timer zaczyna czas. Odbiornik ultradźwiękowy zatrzymuje czas natychmiast, gdy odbiera odbite fale ultradźwiękowe. Prędkość propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu wynosi 340 m/s. Zgodnie z czasem zarejestrowanym przez licznik czasu można obliczyć odległość od punktu emisji do powierzchni przeszkód.

Główne wskaźniki wydajności czujników ultradźwiękowych obejmują:

(1) Częstotliwość robocza. Częstotliwość robocza jest częstotliwością rezonansową układu piezoelektrycznego. Gdy częstotliwość napięcia prądu przemiennego zastosowanego do jego dwóch końców jest równa częstotliwości rezonansowej układu, energia wyjściowa jest największa, a czułość jest również najwyższa.

(2) Temperatura robocza. Ponieważ punkt odległości materiału piezoelektrycznego jest ogólnie stosunkowo wysoki, szczególnie sonda ultradźwiękowa do diagnozy wykorzystuje niewielką moc, więc temperatura pracy jest stosunkowo niska i może działać przez długi czas bez awarii. Temperatura sondy ultradźwiękowej stosowanej w leczeniu jest stosunkowo wysoka i wymagane jest osobne urządzenie chłodzące.

(3) Czułość. Zależy głównie od samego układu produkcyjnego, elektromechaniczny współczynnik sprzęgania jest duży, a czułość jest wysoka.

Wraz z szybkim rozwojem nauki i technologii nie jest nam nietrudno znaleźć zastosowanie czujników ultradźwiękowych. Na przykład radar cofania wykorzystuje fale ultradźwiękowe do pomiaru odległości, aby uświadomić sobie funkcję parkowania i unikania przeszkód. Inżynier z Manorshi zaleca trzy czujniki ultradźwiękowe MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR i MSW-A1840H12TR. Mają dobrą stabilność, wysoką wrażliwość i wysoką precyzję i czy były dobrze przyjęte przez rynek.