aktualny stan ultradźwiękowych czujników odległości

Urządzenie do przesyłania i odbierania fal ultradźwiękowych, tzw przetwornik ultradźwiękowy lub sonda ultradźwiękowa; przetwornik ultradźwiękowy i obwód nadajnika-odbiornika stanowią czujnik ultradźwiękowy. Aby opracować czujnik ultradźwiękowy o dużym zasięgu, konieczne jest zrozumienie właściwości fizycznych fal ultradźwiękowych i rozwój technologii przetworników ultradźwiękowych. Rozchodzenie się drgań w ośrodku sprężystym nazywa się falą i nazywa się falą. Fala mechaniczna o częstotliwości wibracji mieszczącej się w przedziale od 16 kHz do 20 kHz jest słyszalna przez ludzkie ucho i nazywana falą dźwiękową; fala mechaniczna o częstotliwości poniżej 16 kHz nazywana jest falą infradźwiękową; fala mechaniczna jest wyższa niż 20 kHz tzw czujnika głębokości i przetwornika akustycznego  , a fala mechaniczna jest wyższa niż 100 MHz, jest to fala mechaniczna. Nazywa się to specjalną falą ultradźwiękową. Podobnie jak inne fale dźwiękowe, prędkość propagacji fal ultradźwiękowych zależy od gęstości ośrodka i stałej sprężystości ośrodka. W warunkach atmosferycznych prędkość propagacji fal ultradźwiękowych w tym samym ośrodku jest taka sama, a w stosunkowo dużym zakresie częstotliwości prędkość dźwięku jest stała.

Fala dźwiękowa rozchodzi się w wyniku ruchu cząstki w ośrodku propagacji, a kierunek jej propagacji jest zgodny z kierunkiem jej drgań, zatem fala dźwiękowa w powietrzu należy do sprężystej fali mechanicznej drgań podłużnych. W ośrodku idealnym równanie ruchu przemieszczenia cząstek opisuje propagację a Można wyrazić ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości w kierunku dodatnim x.

  Na przykład, gdy częstotliwość drgań fali ultradźwiękowej wynosi 30 kHz, fizycznym znaczeniem są fale ultradźwiękowe w powietrzu. Kiedy ośrodek się rozchodzi, energia jest pochłaniana i tracona. Gdy odległość propagacji fali dźwiękowej jest równa 1/a, amplituda ultradźwiękowego czujnika dalmierza zostanie stłumiona do 1/e-krotności wartości początkowej. Oczywiście im wyższa jest częstotliwość fali akustycznej, tym większa jest absorpcja i tłumienie energii akustycznej, a fala akustyczna ma mniejszą drogę propagacji. I odwrotnie, im niższa jest częstotliwość akustyczna, tym mniejsze jest tłumienie absorpcji energii akustycznej i tym większa jest odległość propagacji fali akustycznej. Być może jest to prawdziwy obraz muzyki o niskiej częstotliwości, która rozbrzmiewa i trwa przez długi czas. Inną ważną właściwością fal dźwiękowych jest to, że im wyższa częstotliwość fali, tym silniejsze jest kierunkowe rozchodzenie się fal dźwiękowych (czyli ruch liniowy) i zdolność do odbijania, a energia jest znacznie większa niż w przypadku fal dźwiękowych o niskiej częstotliwości o tej samej amplitudzie.