کاربردهای متعدد سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک

امواج اولتراسونیک دارای ویژگی های پرتو و انعکاس هستند که اساساً می توانند در امتداد یک خط مستقیم حرکت کنند و انرژی آنها بسیار بزرگتر از امواج صوتی با فرکانس پایین با همان دامنه است. سنسور محدوده فراصوت بدون تماس با استفاده از این ویژگی امواج اولتراسونیک ساخته شده است. در رسانه های هوا، عملکرد سنسورهای اندازه گیری فاصله اولتراسونیک تقریبا مستقل از نور، گرد و غبار، دود، تداخل الکترومغناطیسی و گازهای سمی است و ارزان و آسان برای استفاده است. بنابراین، سنسورهای محدوده مافوق صوت به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها مانند اندازه‌گیری سطح، سیستم کمک رانندگی ایمنی خودرو، ناوبری خودکار روباتیک، سکوی جنگی، تشخیص زمین و حتی نظارت بر سطح رودخانه استفاده شده‌اند. علاوه بر این، از آنجایی که امواج مافوق صوت دورتر از امواج الکترومغناطیسی و امواج مافوق صوت هستند که به طور گسترده ای به عنوان حامل اطلاعات در شناسایی هدف زیر آب، شناسایی، موقعیت یابی، ارتباطات و ناوبری و توسعه نفت دریایی استفاده می شود. در این راستا، در مطالعه عمیق تولید و انتشار امواج مافوق صوت، توسعه عملکرد بالا مبدل اولتراسونیک و اکتشاف روش‌های جدید پردازش سیگنال اولتراسونیک برای ارتقای توسعه فناوری مبدل اولتراسونیک و فناوری اولتراسونیک اهمیت عملی زیادی دارد.

با افزایش تعداد خودروها در جهان، تصادفات برخورد وسایل نقلیه به ویژه در جاده های شهری افزایش یافته و تصادفات رانندگی در بزرگراه ها روز به روز در حال افزایش است. فناوری ضد برخورد تطبیقی ​​خودرو و سیستم هشدار ضد برخورد خودرو با فناوری محدوده مرتبط است و مدار سنسور فاصله مبدل اولتراسونیک به موضوع تحقیقاتی داغ در زمینه مهندسی خودرو و فناوری کنترل اندازه گیری تبدیل شده است.

در ده سال گذشته، دستگاه‌های ضد برخورد که توسط شرکت‌های خودروسازی اروپایی و آمریکایی ساخته شده‌اند، تمایل داشته‌اند از رادار امواج میلی‌متری به عنوان سنسور اندازه‌گیری فاصله در جلو خودرو استفاده کنند. زیرا رادار موج میلی‌متری می‌تواند اجسام دور را تشخیص دهد، به طوری که کنترلر روی برد زمان کافی برای پردازش و استفاده از اطلاعات سنجش برای جلوگیری از برخورد خودرو با مانع داشته باشد. با این حال، تصادفات بیشتری در لحظه ای رخ می دهد که وسیله نقلیه تغییر مسیر می دهد، می پیچد یا معکوس می کند و مبدل مسافت اولتراسونیک محدود به حرکت خودرو با سرعت بالا نیست. این امر مستلزم آن است که سیستم ضد برخورد فعال خودرو دارای عملکرد اصلی شناسایی اشیاء اطراف وسیله نقلیه، پیش بینی خطر از قبل، یا حفظ خودکار فاصله رانندگی ایمن باشد. 

از آنجایی که رایج است سنسور برد مافوق صوت فاصله عمل کوتاهی دارد، فقط می تواند برای شناسایی اهداف دور نزدیک (مانند کاوشگرهای اولتراسونیک در پارکینگ یا دستگاه های هشدار برخورد معکوس) استفاده شود و برای تشخیص اجسام اطراف نزدیک به وسیله نقلیه (بیشتر از 15 متر) مناسب نیست. برای این منظور، برخی از شرکت های خودروسازی معروف در حال برنامه ریزی برای نصب یک رادار با برد کوتاه در محدوده 20 متر بر روی خودرو هستند. این شرط اضافی را می توان برای فعال کردن سیستم ضد برخورد خودرو، تخمین فاصله و سرعت نسبی وسیله نقلیه و اشیاء اطراف در زمان واقعی برای تعیین اینکه آیا خطر تصادف ترافیکی وجود دارد، و صدور یک هشدار یا انجام اندازه گیری های اضطراری لازم به موقع برای جلوگیری از برخورد خودرو یا کاهش عواقب برخورد خودرو استفاده می شود. با این حال، قیمت رادار کوتاه برد گران است که تبلیغ و کاربرد آن را در خودروهای معمولی محدود می کند. بنابراین، توسعه مقرون به صرفه است سنسور مبدل اولتراسونیک و سیستم‌های تشخیص هدف باید توسعه و کاربرد جهانی سیستم‌های ضد برخورد خودرو با تشخیص همه جانبه را ارتقا دهند. در عین حال، این فناوری می تواند در سیستم تشخیص خودکار هدف برای سکوهای رزمی یا ربات های صحرایی نیز اعمال شود.