अल्ट्रासोनिक सेंसर के फायदे और नुकसान का विश्लेषण

अल्ट्रासोनिक सेंसर शोर और हस्तक्षेप को कैसे संभालते हैं?

 

द्वारा प्राप्त आवृत्ति पर कोई भी ध्वनिक शोर लंबी दूरी का अल्ट्रासोनिक सेंसर सेंसर के आउटपुट में हस्तक्षेप कर सकता है। इसमें उच्च स्वर वाला शोर शामिल है, जैसे सीटी, सुरक्षा वाल्व, संपीड़ित हवा या वायवीय उपकरण के क्लिक से उत्पन्न ध्वनियाँ। यदि एक ही आवृत्ति के दो अल्ट्रासोनिक सेंसर एक साथ रखे जाते हैं, तो ध्वनिक क्रॉसस्टॉक उत्पन्न होगा। एक अन्य प्रकार का शोर, विद्युत शोर, अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए अद्वितीय नहीं है।

 

अल्ट्रासोनिक सेंसर वस्तुओं को मापने के लिए अल्ट्रासोनिक विशेषताओं का उपयोग करते हैं। चूँकि अल्ट्रासोनिक तरंगों की आवृत्तियाँ उच्च होती हैं, इसलिए उनके कई फायदे हैं। तरंग दैर्ध्य बहुत कम है. 1. विवर्तन घटना बहुत छोटी है, विशेष रूप से अच्छी दिशा के साथ, जो किरण और दिशात्मक प्रसार बन सकती है। तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों में अल्ट्रासोनिक प्रवेश बहुत बड़ा है, विशेष रूप से सूर्य के प्रकाश के अपारदर्शी ठोस पदार्थों में, यह दसियों मीटर की गहराई तक प्रवेश कर सकता है। जब अल्ट्रासोनिक तरंग अशुद्धियों या इंटरफ़ेस से टकराती है, तो यह प्रतिध्वनि का प्रतिबिंब बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रतिबिंब उत्पन्न करेगी। जब यह चलती हुई वस्तु से टकराता है, तो यह डॉपलर प्रभाव उत्पन्न कर सकता है। अल्ट्रासोनिक विशेषताओं पर आधारित सेंसर को 'अल्ट्रासोनिक सेंसर' कहा जाता है और उद्योग, रक्षा और बायोमेडिसिन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

हालाँकि, चूंकि पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रियों का क्यूरी बिंदु आमतौर पर बहुत अधिक होता है, विशेषकर निदान के लिए उपयोग किया जाने वाला अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर मॉड्यूल एक छोटी अल्ट्रासोनिक शक्ति का उपयोग करता है, ऑपरेटिंग तापमान अपेक्षाकृत कम है, और यह लंबे समय तक काम कर सकता है। मेडिकल अल्ट्रासाउंड जांच अपेक्षाकृत गर्म होती है और इसके लिए अलग प्रशीतन उपकरण की आवश्यकता होती है। संवेदनशीलता मुख्य रूप से वेफर के निर्माण पर ही निर्भर करती है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक बड़ा है और संवेदनशीलता अधिक है; इसके विपरीत, संवेदनशीलता बहुत कम है। इसके तीन कारण हैं:

 

1. वर्तमान आवृत्ति अल्ट्रासोनिक सेंसर अपेक्षाकृत स्थिर है। उदाहरण के लिए, 40KHz सेंसर का उपयोग केवल 38-42KHz के लिए किया जा सकता है। अन्य आवृत्तियाँ समान हैं। वर्तमान में, व्यापक आवृत्ति रेंज में लगभग कोई सेंसर नहीं हैं, जैसे कि 40KHz से 500KHz तक के उत्पाद;

 

2. ड्राइविंग वोल्टेज बहुत अधिक है, आमतौर पर 100Vp-p और 1500Vp-p के बीच। कई कम वोल्टेज वाले उपकरणों को पल्स ट्रांसफार्मर बूस्ट की आवश्यकता होती है, लेकिन यह कुछ जटिल समस्याएं लाएगा। यदि 3~5V कम वोल्टेज ड्राइव (अधिक शक्ति) है, तो अल्ट्रासोनिक सेंसर बेहतर है;

 

3. संवेदनशीलता अधिमानतः अधिक है; यह देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक मॉड्यूल दूरी मापने वाला सेंसर उस ध्वनि को प्रसारित, प्राप्त और विश्लेषण कर सकता है जिसे मानव कान द्वारा नहीं पहचाना जा सकता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर का पता लगाने में, इसका उपयोग अल्ट्रासोनिक रेंजिंग और अल्ट्रासोनिक परीक्षण जैसे कार्यों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। इसका उपयोग पनडुब्बी के मलबे, दुश्मन की पनडुब्बियों का पता लगाने और धातु की आंतरिक क्षति को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है। इन्हें उद्योग, कृषि, प्रकाश उद्योग और चिकित्सा प्रौद्योगिकी पर लागू किया जा सकता है, और ये हमारे जीवन से निकटता से संबंधित हैं।

 

अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग क्यों करें?

 

अल्ट्रासाउंड किसी भी प्रकाश वाले वातावरण में विश्वसनीय है और इसका उपयोग घर के अंदर या बाहर किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर टकराव से बचने के लिए रोबोट को संभाल सकते हैं और जैसे ही वे बहुत तेज़ नहीं होते हैं, आगे बढ़ सकते हैं। अल्ट्रासोनिक सेंसर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और अनाज टैंक सेंसिंग अनुप्रयोगों, जल स्तर सेंसिंग, ड्रोन अनुप्रयोगों और स्थानीय प्रत्यक्ष रेस्तरां या बैंक सेंसर कारों में विश्वसनीय रूप से उपयोग किए जा सकते हैं। अल्ट्रासोनिक रेंजफाइंडर का उपयोग अक्सर टकराव का पता लगाने के साधन के रूप में किया जाता है।