Принцип ультразвукового

Ультразвуковий діапазон - це технологія, яка використовує звукові хвилі для визначення відстані між двома предметами. Він став важливим інструментом у різних галузях, включаючи автомобільну, медичну допомогу та робототехніку. Метою цієї статті є надання всебічного пояснення принципу ультразвукового діапазону та його застосувань.

Що таке ультразвуковий?

Ультразвуковий діапазон-це техніка, яка використовує високочастотні звукові хвилі для визначення відстані між двома об'єктами. Він працює, передаючи ультразвукову хвилю з перетворювача і вимірюючи час, який потрібно, щоб хвиля відскочила назад після удару об'єкта. Для обчислення відстані між перетворювачем та об'єктом використовується час, який потрібно для повернення хвилі. Існують різні типи ультразвукових датчиків, включаючи одиночні датчики перетворювача та подвійні датчики перетворювача.

Принцип роботи ультразвуку

Принцип ультразвукового діапазону заснований на фізиці звукових хвиль. Коли ультразвукова хвиля передається з перетворювача, вона проходить по повітрю і досягає предмета. Потім хвиля відскакує назад до перетворювача, і вимірюється час, який потрібно для повернення хвилі. Цей час використовується для обчислення відстані між перетворювачем і об'єктом.

Перетворювач відіграє важливу роль у ультразвуковому діапазоні. Він несе відповідальність за передачу, так і отримання ультразвукової хвилі. Перетворювач перетворює електричні сигнали в механічні коливання, які потім передаються як ультразвукові хвилі. Коли хвиля потрапляє на предмет і відскакує назад, перетворювач отримує хвилю і перетворює його назад в електричний сигнал.

Переваги та обмеження ультразвуку

Ультразвуковий діапазон має кілька переваг перед іншими технологіями, що діють. Він неконтактний, а це означає, що він може бути використаний для вимірювання відстані між об'єктами без фізичного торкання їх. Він також є точним, забезпечуючи точні вимірювання навіть на великі відстані.

Однак ультразвуковий діапазон також має деякі обмеження. На нього впливають такі фактори навколишнього середовища, як температура, тиск повітря та вологість. Він також не може проникнути в суцільні об'єкти, тобто він не може виміряти відстань до об'єкта, який знаходиться за іншим об'єктом. Це може обмежити його корисність у певних програмах.

Порівняно з іншими технологіями, що діють, такими як лазерний та інфрачервоний, ультразвуковий діапазон є відносно недорогим та простим у виконанні. Це робить його популярним вибором для широкого спектру додатків.

Застосування ультразвукового

Ультразвуковий діапазон використовується в різних галузях, включаючи автомобільну, медичну допомогу та робототехніку. У автомобільній промисловості ультразвукове вимірювання використовується для вимірювання відстані та виявлення перешкод у транспортних засобах. Це дозволяє транспортним засобам уникати зіткнень та безпечно паркувати.

У галузі охорони здоров’я ультразвуковий діапазон використовується для неінвазивної візуалізації та вимірювання відстані між внутрішніми органами. Це дозволяє медичним працівникам діагностувати та лікувати пацієнтів без необхідності інвазивних процедур.

У сфері робототехніки ультразвукове застосування використовується для навігації та уникнення перешкод. Роботи, оснащені ультразвуковими датчиками, можуть орієнтуватися на складні середовища та уникати перешкод, що робить їх більш ефективними та ефективними.

Майбутнє ультразвукового

Поле ультразвукового діапазону швидко розвивається, причому нові досягнення здійснюються постійно. В майбутньому, ймовірно, ультразвуковий діапазон буде інтегрований у ще більше галузей та додатків.

Одне потенційне майбутнє застосування ультразвукового діапазону знаходиться в галузі автономних транспортних засобів. Автономні транспортні засоби потребуватимуть високоточних та надійних систем вимірювання відстані для безпечного орієнтації. Ультразвуковий діапазон може відігравати вирішальну роль у цьому, забезпечуючи необхідні вимірювання відстані, щоб дозволити безпечно працювати автономні транспортні засоби.

Ще одне потенційне застосування ультразвукового діапазону - це в галузі промислової автоматизації. Зі збільшенням попиту на ефективні та економічно ефективні системи автоматизації, ультразвуковий діапазон може відігравати ключову роль у забезпеченні точних та надійних вимірювань для промислових роботів.

Висновок

На закінчення, ультразвуковий діапазон-це технологія, яка використовує високочастотні звукові хвилі для визначення відстані між двома об'єктами. Він став важливим інструментом у різних галузях, включаючи автомобільну, медичну допомогу та робототехніку. Принцип ультразвукового діапазону заснований на фізиці звукових хвиль і стає можливим за допомогою ультразвукових перетворювачів. Хоча ультразвуковий діапазон має деякі обмеження, він також має кілька переваг, що робить його популярним вибором для широкого спектру додатків. Майбутнє ультразвукового діапазону виглядає яскраво, з новими досягненнями та потенційними додатками на горизонті.

Частота звукової хвилі, яку можуть чути вуха, становить 20 Гц ～ 20 кГц. Коли частота вище 20 кГц, людське вухо не чує цього. Тому ми називаємо звукову хвилю з частотою вище 20 кГц 'ультразвукова хвиля '.

Ультразвук має сильну спрямованість і проїжджає на велику відстань у повітрі. Це буде відображено при зіткненні перешкод. Тому люди часто використовують ультразвукову хвилю для вимірювання відстані.

Найчастіше метод вимірювання ультразвукового відстані - це метод виявлення ехо. Ультразвуковий передавач випромінює ультразвукові хвилі в певному напрямку. У той же час, коли випромінюється, таймер починає термін. Ультразвуковий приймач припиняє терміни негайно, коли він отримує відбиті ультразвукові хвилі. Швидкість поширення ультразвукових хвиль у повітрі становить 340 м/с. Відповідно до часу, записаного таймером, можна обчислити відстань від точки викидів до поверхні перешкоди.

Основні показники продуктивності ультразвукових датчиків включають:

(1) Робоча частота. Робоча частота - це резонансна частота п'єзоелектричного мікросхеми. Коли частота напруги змінного струму, що застосовується до його двох кінців, дорівнює резонансній частоті мікросхеми, вихідна енергія є найбільшою, а чутливість також є найвищою.

(2) Робоча температура. Оскільки точка відстані п'єзоелектричного матеріалу, як правило, відносно висока, особливо ультразвуковий зонд для діагностики використовує невелику потужність, тому робоча температура порівняно низька, і вона може працювати тривалий час без збоїв. Температура ультразвукового зонда, що застосовується при медичному лікуванні, відносно висока, і потрібен окремий пристрій охолодження.

(3) Чутливість. В основному це залежить від самої виробничої мікросхеми, коефіцієнт електромеханічного зв'язку великий, а чутливість висока.

Завдяки швидкому розвитку науки і технологій нам не важко знайти застосування ультразвукових датчиків. Наприклад, RADAR, що реверсує, використовує ультразвукові хвилі для вимірювання відстані, щоб реалізувати функцію паркування та уникнення перешкод. Інженер з Manorshi рекомендує три ультразвукові датчики MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR та MSW-A1840H12TR. Вони мають хорошу стабільність, високу чутливість та високу точність, і вони були добре сприйняті ринком.