Jaka jest zasada działania przetworników ultradźwiękowych? Jak pomóc samochodowi cofać?

Może informować kierowcę o otaczających przeszkodach za pomocą dźwięku lub bardziej intuicyjnego wyświetlacza, co uwalnia go od kłopotów spowodowanych wizytami z przodu i z tyłu oraz z lewej i prawej strony podczas parkowania, cofania i uruchamiania pojazdu, a także pomaga kierowcy usunąć martwe punkty i niewyraźne wady wzroku, poprawiając bezpieczeństwo jazdy.

Ultradźwięki (określane jako fala mechaniczna o częstotliwości powyżej 20 kHz) to specjalna fala dźwiękowa posiadająca podstawowe właściwości fizyczne, takie jak załamanie, odbicie i zakłócenia fali dźwiękowej. Ultradźwiękowy przetwornik odległości wysyła fale ultradźwiękowe przez ultradźwiękowe urządzenie nadawcze, a różnica czasu, w której transmitowane fale ultradźwiękowe są odbierane przez odbiornik, pozwala zmierzyć długość odległości.

Nadajnik ultradźwiękowy emituje sygnał ultradźwiękowy w określonym kierunku na zewnątrz i rozpoczyna odmierzanie czasu w tym samym momencie, w którym wysyłana jest fala ultradźwiękowa. Fala ultradźwiękowa rozchodzi się w powietrzu. Jeśli podczas propagacji napotkana zostanie przeszkoda, pomiar głębokości przetwornika ultradźwiękowego zostanie odbity i natychmiast ponownie rozpropagowany. Czas fali natychmiast się zatrzymuje. Prędkość propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu wynosi 340m/s, a licznik czasu może mierzyć odległość(y) od punktu startu do przeszkody rejestrując czas t, czyli: s=340t/2.

Zużycie energii ultradźwiękowej jest stosunkowo powolne, odległość propagacji w ośrodku jest stosunkowo duża, penetracja jest silna, metoda pomiaru odległości jest prosta, a koszt jest niski. Ma jednak pewne ograniczenia w zakresie pomiaru odległości przy dużych prędkościach. Dzieje się tak dlatego, że na prędkość transmisji fal ultradźwiękowych łatwo wpływają warunki pogodowe. W różnych warunkach pogodowych prędkość transmisji fal ultradźwiękowych jest inna, a prędkość propagacji jest niska. Gdy samochód jedzie z dużą prędkością, ultradźwiękowy pomiar odległości nie nadąża za zmianami odległości samochodu w czasie rzeczywistym, a błąd jest duży. Z drugiej strony kąt rozproszenia ultradźwiękowego jest duży, a kierunkowość słaba. Podczas pomiaru celu znajdującego się na dużej odległości jego sygnał echa będzie stosunkowo słaby, co będzie miało wpływ na dokładność pomiaru. Jednak w pomiarach na małe odległości ultradźwiękowy czujnik odległości ma bardzo dużą zaletę.