Principen om ultraljud

Ultrasonic Ranging är en teknik som använder ljudvågor för att bestämma avståndet mellan två objekt. Det har blivit ett viktigt verktyg i olika branscher, inklusive fordon, sjukvård och robotik. Syftet med denna artikel är att ge en omfattande förklaring av principen om ultraljud och dess tillämpningar.

Vad är Ultrasonic Ranging?

Ultrasonic Ranging är en teknik som använder högfrekventa ljudvågor för att bestämma avståndet mellan två objekt. Det fungerar genom att överföra en ultraljudsvåg från en givare och mäta den tid det tar för vågen att studsa tillbaka efter att ha träffat ett objekt. Den tid det tar för vågen att returnera används för att beräkna avståndet mellan givaren och objektet. Det finns olika typer av ultraljudssensorer, inklusive enstaka givarsensorer och dubbla givarsensorer.

Arbetsprincip för ultraljud

Principen för ultraljudsutveckling är baserad på fysik i ljudvågor. När en ultraljudsvåg överförs från en givare, reser den genom luften och når ett objekt. Vågen studsar sedan tillbaka till givaren, och den tid det tar för vågen att returnera mäts. Denna tid används för att beräkna avståndet mellan givaren och objektet.

Givaren spelar en viktig roll i ultraljud. Det är ansvarigt för både överföring och mottagning av ultraljudsvågen. Givaren omvandlar elektriska signaler till mekaniska vibrationer, som sedan överförs som ultraljudsvågor. När vågen träffar ett objekt och studsar tillbaka får givaren vågen och omvandlar den tillbaka till en elektrisk signal.

Fördelar och begränsningar av ultraljudsutveckling

Ultrasonic Ranging har flera fördelar jämfört med andra tekniker. Det är icke-kontakt, vilket innebär att det kan användas för att mäta avståndet mellan föremål utan att fysiskt röra vid dem. Det är också korrekt och ger exakta mätningar även över långa avstånd.

Emellertid har ultraljudsutveckling också vissa begränsningar. Det påverkas av miljöfaktorer som temperatur, lufttryck och luftfuktighet. Det kan inte heller tränga in solida objekt, vilket innebär att det inte kan mäta avståndet till ett objekt som ligger bakom ett annat objekt. Detta kan begränsa dess användbarhet i vissa applikationer.

I jämförelse med andra tekniska tekniker, såsom laseravstånd och infraröd, är ultraljudsgradering relativt billig och enkel att implementera. Detta gör det till ett populärt val för ett brett utbud av applikationer.

Applikationer av ultraljud

Ultrasonic Ranging används i en mängd olika branscher, inklusive fordon, sjukvård och robotik. Inom fordonsindustrin används ultraljudsutveckling för avståndsmätning och detektering av hinder i fordon. Detta gör att fordon kan undvika kollisioner och parkera säkert.

Inom sjukvårdsindustrin används ultraljudsutveckling för icke-invasiv avbildning och mätning av avståndet mellan inre organ. Detta gör det möjligt för läkare att diagnostisera och behandla patienter utan behov av invasiva procedurer.

Inom robotområdet används ultraljudsutveckling för navigering och undvikande av hinder. Roboter utrustade med ultraljudssensorer kan navigera i komplexa miljöer och undvika hinder, vilket gör dem mer effektiva och effektiva.

Framtiden för ultraljud

Fältet för ultraljudsutveckling utvecklas snabbt, med nya framsteg görs hela tiden. I framtiden är det troligt att ultraljudsutveckling kommer att integreras i ännu fler branscher och applikationer.

En potentiell framtida tillämpning av ultraljudsutveckling är inom området autonoma fordon. Autonoma fordon kommer att kräva mycket exakta och pålitliga avståndsmätningssystem för att navigera säkert. Ultrasonic Ranging kan spela en avgörande roll i detta, vilket ger nödvändiga avståndsmätningar för att göra det möjligt för autonoma fordon att fungera säkert.

En annan potentiell tillämpning av ultraljudsgradering är inom industriell automatisering. Med den ökande efterfrågan på effektiva och kostnadseffektiva automatiseringssystem kan ultraljudsutveckling spela en nyckelroll för att tillhandahålla exakta och pålitliga mätningar för industrirobotar.

Slutsats

Sammanfattningsvis är Ultrasonic Ranging en teknik som använder högfrekventa ljudvågor för att bestämma avståndet mellan två objekt. Det har blivit ett viktigt verktyg i olika branscher, inklusive fordon, sjukvård och robotik. Principen för ultraljudsutveckling är baserad på fysiken för ljudvågor och möjliggörs genom användning av ultraljudsgivare. Medan ultraljudsutveckling har vissa begränsningar, har den också flera fördelar, vilket gör det till ett populärt val för ett brett utbud av applikationer. Framtiden för Ultrasonic Ranging ser ljus ut, med nya framsteg och potentiella tillämpningar i horisonten.

Ljudvågfrekvensen som mänskliga öron kan höra är 20Hz ～ 20 kHz. När frekvensen är högre än 20 kHz kan det mänskliga örat inte höra det. Därför kallar vi ljudvågen med en frekvens högre än 20 kHz 'Ultrasonic Wave '.

Ultraljud har en stark direktivitet och reser en lång avstånd i luften. Det kommer att återspeglas när man möter hinder. Därför använder människor ofta ultraljudsvåg för avståndsmätning.

Den vanligaste metoden för mätning av ultraljudsavstånd är Echo -detekteringsmetoden. Ultraljudssändaren avger ultraljudsvågor i en viss riktning. Samtidigt som utsläppet börjar timern tidpunkten. Ultrasonic -mottagaren stoppar tidpunkten omedelbart när den får de reflekterade ultraljudsvågorna. Förökningshastigheten för ultraljudsvågor i luften är 340 m/s. Enligt den tid som registrerats av timern kan avståndet från utsläppspunkten till hinderytan beräknas.

De huvudsakliga resultatindikatorerna för ultraljudssensorer inkluderar:

(1) Arbetsfrekvens. Arbetsfrekvensen är resonansfrekvensen för det piezoelektriska chipet. När frekvensen för växelströmspänningen som appliceras på dess två ändar är lika med chipets resonansfrekvens, är utgångsenergin den största och känsligheten är också den högsta.

(2) Arbetstemperatur. Eftersom avståndspunkten för det piezoelektriska materialet i allmänhet är relativt högt, särskilt ultraljudssonden för diagnos använder en liten effekt, så arbetstemperaturen är relativt låg och det kan fungera länge utan fel. Temperaturen på den ultraljudssonden som används vid medicinsk behandling är relativt hög och en separat kylanordning krävs.

(3) Känslighet. Det beror främst på själva tillverkningskylen, den elektromekaniska kopplingskoefficienten är stor och känsligheten är hög.

Med den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik är det inte svårt för oss att hitta tillämpningen av ultraljudssensorer. Till exempel använder den vändande radaren ultraljudsvågor för att mäta avstånd för att inse funktionen för parkering och undvikande av hinder. Ingenjör från Manorshi rekommenderar tre ultraljudssensorer MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR och MSW-A1840H12TR. De har god stabilitet, hög känslighet och hög precision och har varit det väl mottagna av marknaden.