تحليل مزايا وعيوب أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

كيف تتعامل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية مع الضوضاء والتداخل؟

 

أي ضجيج صوتي على التردد الذي يستقبله قد يتداخل مستشعر الموجات فوق الصوتية طويل المدى مع إخراج المستشعر. يتضمن ذلك الضوضاء عالية الطبقة، مثل الأصوات الناتجة عن نقرة الصافرة أو صمام الأمان أو الهواء المضغوط أو جهاز هوائي. إذا تم وضع مستشعرين بالموجات فوق الصوتية بنفس التردد معًا، فسوف يحدث تداخل صوتي. نوع آخر من الضوضاء، الضوضاء الكهربائية ليست فريدة من نوعها لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية.

 

تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية خصائص الموجات فوق الصوتية لقياس الأشياء. نظرًا لأن الموجات فوق الصوتية لها ترددات عالية، فإن لها العديد من المزايا. الطول الموجي قصير جداً. 1. ظاهرة الحيود صغيرة جدًا، خاصة مع الاتجاهية الجيدة، والتي يمكن أن تصبح شعاعًا وانتشارًا اتجاهيًا. اختراق الموجات فوق الصوتية للسوائل والمواد الصلبة كبير جدًا، خاصة في المواد الصلبة غير الشفافة لأشعة الشمس، ويمكن أن يخترق عمقًا يصل إلى عشرات الأمتار. عندما تضرب الموجات فوق الصوتية الشوائب أو الواجهة، فإنها ستنتج انعكاسًا كبيرًا لتشكيل انعكاس الصدى. عندما تصطدم بجسم متحرك، يمكن أن تنتج تأثير دوبلر. تسمى المستشعرات المعتمدة على خصائص الموجات فوق الصوتية 'أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية' وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة والدفاع والطب الحيوي.

 

ومع ذلك، نظرًا لأن نقطة كوري للمواد الكهرضغطية عادة ما تكون عالية جدًا، خاصة تستخدم وحدة استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية المستخدمة للتشخيص طاقة بالموجات فوق الصوتية الصغيرة، ودرجة حرارة التشغيل منخفضة نسبيًا، ويمكن أن تعمل لفترة طويلة. مجسات الموجات فوق الصوتية الطبية ساخنة نسبيًا وتتطلب معدات تبريد منفصلة. تعتمد الحساسية بشكل أساسي على تصنيع الرقاقة نفسها. معامل الاقتران الكهروميكانيكي كبير والحساسية عالية؛ على العكس من ذلك، الحساسية منخفضة جدا. هناك ثلاثة أسباب:

 

1. مستشعر الموجات فوق الصوتية للتردد الحالي ثابت نسبيًا. على سبيل المثال، يمكن استخدام مستشعر 40 كيلو هرتز فقط لـ 38-42 كيلو هرتز. الترددات الأخرى متشابهة. في الوقت الحاضر، لا توجد أجهزة استشعار تقريبًا في نطاق تردد واسع، مثل المنتجات من 40 كيلو هرتز إلى 500 كيلو هرتز؛

 

2. جهد القيادة مرتفع جدًا، عادةً بين 100Vp-p و1500Vp-p. تتطلب العديد من الأجهزة ذات الجهد المنخفض تعزيز محول النبض، ولكنها ستؤدي إلى بعض المشاكل المعقدة. إذا كان هناك محرك جهد منخفض 3 ~ 5 فولت (طاقة أكبر)، فإن المستشعر بالموجات فوق الصوتية هو الأفضل؛

 

3. يفضل أن تكون الحساسية أعلى؛ يمكن ملاحظة أن يمكن لجهاز استشعار قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية إرسال واستقبال وتحليل الصوت الذي لا يمكن للأذن البشرية اكتشافه. في الكشف عن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية، يمكن استخدامه لتحقيق وظائف مثل النطاق بالموجات فوق الصوتية واختبار الموجات فوق الصوتية. يمكن استخدامه للكشف عن حطام الغواصات وغواصات العدو وعرض الأضرار الداخلية المعدنية. ويمكن تطبيقها على الصناعة والزراعة والصناعة الخفيفة والتكنولوجيا الطبية، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا.

 

لماذا استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية؟

 

تعتبر الموجات فوق الصوتية موثوقة في أي بيئة إضاءة ويمكن استخدامها في الداخل أو الخارج. يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التعامل مع الروبوتات لتجنب الاصطدامات والتحرك بمجرد أن لا تكون سريعة جدًا. تُستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع ويمكن استخدامها بشكل موثوق في تطبيقات استشعار خزان الحبوب، واستشعار مستوى المياه، وتطبيقات الطائرات بدون طيار، وسيارات الاستشعار الخاصة بالمطاعم المحلية أو البنوك. غالبًا ما تستخدم أجهزة تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية كوسيلة لاكتشاف الاصطدامات.