Ultrazvukový senzor je zařízení, které převádí ultrazvukové signály na jiné formy energie, typicky elektrické signály. Než si představíme ultrazvukové senzory, pojďme nejprve pochopit základy ultrazvukových vln.

Zvukové vlny jsou mechanické vlny, které se mohou šířit plyny, kapalinami a pevnými látkami. Na základě frekvence lze zvukové vlny rozdělit na infrazvuk, zvukové vlny a ultrazvuk. Ultrazvuk obvykle označuje zvukové vlny s frekvencemi, které přesahují nižší frekvenci a slyšitelný rozsah (20 Hz až 20 kHz), které jsou pro člověka neslyšitelné.

Jak se ultrazvukové vlny šíří prostředím, jejich energie se s rostoucí vzdáleností šíření postupně utlumuje. Útlum energie je určen difúzí, rozptylem a absorpcí ultrazvukových vln.

Zařízení, která používají jako metodu detekce ultrazvukové vlny a mohou generovat a přijímat ultrazvukové vlny, se nazývají ultrazvukové senzory. Existují různé typy ultrazvukových senzorů s různou strukturou, včetně přímých sond (podélné vlny), úhlových sond (příčné vlny), sond povrchových vln (povrchové vlny), sond jehněčích vln (jehněčí vlny) a duálních sond (jedna sonda pro přenos a jeden pro příjem).

Průmyslová oblast: Používá se při kontrole materiálu, detekci hladiny kapalin, měření posunu atd.

Automobilový průmysl: Používá se v parkovacích asistenčních systémech, systémech detekce překážek atd.

•Měří hladinu kapaliny a hladinu pevných látek v uzavřených nebo otevřených nádržích.

• Spravuje a monitoruje hladinu vody v řekách, potocích, rybnících a kanálech.

• Měří hladiny vody v řekách a vodních plochách, aby varovaly příslušné strany před povodněmi a tsunami.

• Řídí spotřebu vody k ochraně zdrojů, zvýšení bezpečnosti a zlepšení účinnosti.

• Monitoruje zásoby paliva, sleduje jeho spotřebu a zabraňuje potenciální krádeži.

• Měří výšku kapaliny v přepadech, kanálech a žlabech pro výpočet objemového toku eluentů a vody.

• Měří výšku a velikost předmětů, jako jsou kontejnery a krabice.

• Vypočítá průměr rolí papíru, filmu nebo fólie za účelem zjištění proměnných, jako je napětí role nebo zbývající materiál.

• Měří volný pohyb materiálů při jejich pohybu z jednoho stroje na druhý, aby se zabránilo poškození.

• Měří polohu objektů v systému s uzavřenou smyčkou za účelem udržení nebo kontroly jejich polohy.

• Detekuje objekty pro počítání, bezpečnostní ochranu, kontrolu inventáře nebo pomáhá automatizovaným pohybujícím se agentům (jako jsou roboti) vyhýbat se překážkám.

• Detekuje lidi ve scéně a určuje, zda se blíží nebo odcházejí.

• Může monitorovat cíle v celém rozsahu senzoru nebo je omezit na uživatelem definovaný rozsah vzdálenosti.

• Dálkové aplikace mohou zahrnovat detekci přítomnosti nebo nepřítomnosti objektů a/nebo materiálů a také vyhýbání se překážkám.

• Průmyslové ultrazvukové senzory mohou detekovat velké i malé cíle, včetně pevných látek, kapalin a částicových materiálů.

• Ultrazvukové senzory nejsou ovlivněny optickými charakteristikami, jako je barva, průhlednost, odrazivost nebo neprůhlednost. Určité proměnné (včetně tvaru, velikosti a orientace cíle) však ovlivní maximální rozsah detekce ultrazvukového senzoru.

1. Charakteristika měřeného objektu:Ploché předměty: jako jsou tekuté povrchy, sklo atd.;Válcové předměty: Jako jsou plechovky, lahve atd.;Zrnité nebo hranaté předměty: Jako uhlí, cement, plastové granule atd.

4. Detekční vzdálenost:Maximální detekční vzdálenost pro reflexní senzory je 6 metrů (např. řada CSB30);Maximální detekční vzdálenost pro jednocestné senzory je 100 mm (např. série CSDA).

• Povrchová teplota cílového objektu přesahuje 100°C.

• Rychlost větru v detekčním prostředí přesahuje 60 km/h.

• Provozní prostředí je v nadmořské výšce nad 3000 metrů.

• Tlak v uzavřeném prostředí přesahuje 1,2 standardní atmosféry.

• Provozní prostředí má teploty pod -20 °C nebo nad 70 °C.

• V režimu bez reflektoru detekce materiálů vysoce pohlcujících zvuk, jako je plsť, vlna, bavlna nebo pěnová houba.

• Zvukové vlny se nemohou šířit ve vakuu. Proto ultrazvukové senzory selžou ve vakuovém prostředí.

• Detekce dalších neznámých látek nebo v nejistých scénářích použití.

Sonarové senzory se primárně používají k přímé detekci a identifikaci objektů ve vodě a obrysů mořského dna. Sonarový senzor vysílá signál zvukové vlny, který, když narazí na objekt, se odráží zpět k senzoru. Senzor pak vypočítá vzdálenost a polohu objektu na základě doby odrazu a tvaru vlny. Sonarové senzory se obvykle používají pro biologickou detekci, jako je identifikace toho, jaké druhy tvorů se nacházejí na mořském dně a jejich velikosti. Zařízení, o kterých jste možná slyšeli pro detekci mořských příšer, jsou sonarové senzory.

Ultrazvukové vlny mají silné penetrační schopnosti, zejména v neprůhledných pevných látkách, kde mohou proniknout do hloubky několika desítek metrů. Když se ultrazvukové vlny setkají s nečistotami nebo rozhraními, vytvářejí významné odrazy, které tvoří ozvěny; když narazí na pohybující se objekty, generují Dopplerův efekt. Ultrazvukové senzory jsou vyvinuty na základě těchto charakteristik ultrazvukových vln.