تجزیه و تحلیل مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک

حسگرهای اولتراسونیک چگونه نویز و تداخل را کنترل می کنند؟

 

هر گونه نویز صوتی در فرکانس دریافت شده توسط سنسور اولتراسونیک برد بلند ممکن است با خروجی سنسور تداخل ایجاد کند. این شامل نویزهای با صدای بالا، مانند صداهای تولید شده با کلیک سوت، سوپاپ ایمنی، هوای فشرده یا دستگاه پنوماتیک است. اگر دو حسگر اولتراسونیک با فرکانس یکسان در کنار هم قرار گیرند، تداخل صوتی رخ می دهد. نوع دیگری از نویز، نویز الکتریکی، منحصر به سنسورهای اولتراسونیک نیست.

 

سنسورهای اولتراسونیک از ویژگی های اولتراسونیک برای اندازه گیری اشیا استفاده می کنند. از آنجایی که امواج اولتراسونیک فرکانس بالایی دارند، مزایای زیادی دارند. طول موج بسیار کوتاه است. 1. پدیده پراش بسیار کوچک است، به خصوص با جهت دهی خوب، که می تواند تبدیل به اشعه و انتشار جهت شود. نفوذ التراسونیک مایعات و جامدات بسیار زیاد است، به خصوص در جامدات مات نور خورشید، می تواند تا عمق ده ها متری نفوذ کند. هنگامی که موج اولتراسونیک به ناخالصی ها یا رابط برخورد می کند، بازتاب قابل توجهی ایجاد می کند تا بازتاب اکو را تشکیل دهد. هنگامی که به جسم متحرک برخورد می کند، می تواند اثر داپلر ایجاد کند. حسگرهای مبتنی بر ویژگی‌های اولتراسونیک «سنسورهای اولتراسونیک» نامیده می‌شوند و به طور گسترده در صنعت، دفاع و زیست پزشکی استفاده می‌شوند.

 

با این حال، از آنجایی که نقطه کوری مواد پیزوالکتریک معمولاً بسیار بالا است، به ویژه ماژول سنسور فاصله اولتراسونیک که برای تشخیص استفاده می شود از قدرت اولتراسونیک کوچک استفاده می کند، دمای عملیاتی نسبتاً پایین است و می تواند برای مدت طولانی کار کند. پروب های سونوگرافی پزشکی نسبتا داغ هستند و به تجهیزات تبرید جداگانه نیاز دارند. حساسیت عمدتاً به ساخت خود ویفر بستگی دارد. ضریب جفت الکترومکانیکی بزرگ و حساسیت بالا است. در مقابل، حساسیت بسیار پایین است. سه دلیل وجود دارد:

 

1. سنسور اولتراسونیک فرکانس فعلی نسبتاً ثابت است. به عنوان مثال، یک سنسور 40 کیلوهرتز فقط برای 38 تا 42 کیلوهرتز قابل استفاده است. سایر فرکانس ها مشابه هستند. در حال حاضر، تقریباً هیچ سنسوری در محدوده فرکانس وسیع، مانند محصولاتی از 40KHz تا 500KHz وجود ندارد.

 

2. ولتاژ محرک بسیار بالا است، معمولا بین 100Vp-p و 1500Vp-p. بسیاری از دستگاه های ولتاژ پایین نیاز به تقویت ترانسفورماتور پالس دارند، اما مشکلات پیچیده ای را به همراه خواهد داشت. اگر یک درایو ولتاژ پایین 3 تا 5 ولت (قدرت بیشتر) وجود داشته باشد، سنسور اولتراسونیک بهتر است.

 

3. حساسیت ترجیحا بالاتر است. مشاهده می شود که سنسور اندازه‌گیری فاصله ماژول اولتراسونیک می‌تواند صدایی را که توسط گوش انسان قابل تشخیص نیست، ارسال، دریافت و تجزیه و تحلیل کند. در تشخیص سنسورهای اولتراسونیک، می توان از آن برای دستیابی به عملکردهایی مانند محدوده اولتراسونیک و تست اولتراسونیک استفاده کرد. می توان از آن برای شناسایی شکسته های زیردریایی، زیردریایی های دشمن و نمایش آسیب های داخلی فلزی استفاده کرد. اینها را می توان در صنعت، کشاورزی، صنعت سبک و فناوری پزشکی اعمال کرد و ارتباط نزدیکی با زندگی ما دارد.

 

چرا از سنسورهای اولتراسونیک استفاده کنیم؟

 

سونوگرافی در هر محیط روشنایی قابل اعتماد است و می تواند در داخل یا خارج از خانه استفاده شود. سنسورهای اولتراسونیک می توانند ربات ها را کنترل کنند تا از برخورد جلوگیری کنند و به محض اینکه خیلی سریع نیستند حرکت کنند. سنسورهای اولتراسونیک به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند به طور قابل اعتماد در کاربردهای سنجش مخزن دانه، سنجش سطح آب، برنامه های پهپاد و ماشین های حسگر رستوران یا بانک مستقیم محلی استفاده شوند. مسافت یاب اولتراسونیک اغلب به عنوان وسیله ای برای تشخیص برخورد استفاده می شود.