Materiál a princip činnosti ultrazvukového snímače vzdálenosti

V průmyslu je typickou aplikací ultrazvukových vln nedestruktivní testování kovů a měření tloušťky ultrazvukem. V minulosti mnoha technologiím bránila nemožnost detekovat vnitřek objektů a nástup technologie ultrazvukového snímání tuto situaci změnil. Samozřejmě, že více ultrazvukových senzorů je pevně namontováno na různých zařízeních pro zachycení signálů. V budoucích aplikacích bude ultrazvuk kombinován s informačními technologiemi a novými materiálovými technologiemi a objeví se inteligentnější a vysoce citlivé ultrazvukové senzory.

Technologie ultrazvukového snímače vzdálenosti využívá ultrazvukové vlny k pronikání kapalin a pevných látek, zejména neprůhledných pevných látek ve slunečním světle, které mohou proniknout do hloubky několika desítek metrů. Když ultrazvuková vlna narazí na nečistotu nebo rozhraní, způsobí výrazný odraz ve formě odrazu do ozvěny, což může při dopadu na pohybující se objekt vyvolat dopplerovský efekt. Proto je ultrazvukové testování široce používáno v průmyslu, národní obraně, biomedicíně a dalších oblastech. Ultrazvukový snímač vzdálenosti může být široce používán při monitorování hladiny (hladina kapaliny), proti srážce robota, různých ultrazvukových přibližovacích spínačích a alarmu proti krádeži a dalších souvisejících oborech, což je spolehlivý provoz, snadná instalace, vodotěsný typ, malý úhel spuštění a vysoká citlivost. Je vhodné jej propojit s průmyslovými zobrazovacími přístroji a také poskytuje sondy s velkými úhly spuštění.

Princip fungování spočívá v tom, že lidé slyší, že zvuk vzniká vibrací předmětu. Jeho frekvence je v rozsahu 20KHZ-20MHZ, více než 20KHZ se nazývá ultrazvuková vlna a méně než 20HZ se nazývá infrazvuková vlna. Běžně používané ultrazvukové frekvence jsou 10 KHZ-10MHZ. Ultrazvuk je mechanické kmitání v elastickém prostředí. Existují dvě formy: příčné kmitání (příčná vlna) a podélné a kmitání (podélné vlnění). V průmyslových aplikacích se využívá především podélné kmitání. Ultrazvukové vlny se mohou šířit v plynech, kapalinách a pevných látkách různými rychlostmi. Kromě toho má také jevy lomu a odrazu a během šíření se rozpadá. Ultrazvukové vlny jsou vysílány vzduchem na nízké frekvenci, obecně v desítkách KHz, zatímco frekvence ultrazvukového snímače vzdálenosti jsou vyšší v pevných látkách a kapalinách. Rychleji se rozkládá na vzduchu a šíří se v kapalinách a pevných látkách s menším útlumem a delším šířením. S využitím vlastností ultrazvukových vln lze z něj vyrobit různé ultrazvukové senzory, vybavené různými obvody a vyrobit z nich různé ultrazvukové měřicí přístroje a zařízení a je široce používán v komunikacích, lékařských přístrojích a tak dále.