سنسور التراسونیک چیست؟
سنسور التراسونیک ابزاری است که با استفاده از امواج صوتی اولتراسونیک فاصله یک جسم را اندازه گیری میکند. یک سنسور التراسونیک از یک مبدل برای دریافت پالس های التراسونیک استفاده می کند. که اطلاعات مربوط به مجاورت یک جسم را منتقل می کند. امواج صوتی با فرکانس بالا از مرز ها منعکس شده و الگوهای اکو متمایزی را ایجاد میکنند. در این سری از مقالات برنا پایش قصد داریم به پرسش، سنسور التراسونیک چیست؟ بپردازیم.
نحوه عملکرد سنسورهای التراسونیک
سنسور های مافوق صوت با ارسال یک موج صوتی با فرکانسی بالاتر از محدوده شنوایی انسان کار می کنند. مبدل سسنور به عنوان میکروفن برای دریافت و ارسال صدای التراسونیک عمل می کند.
سنسور های مافوق صوت ، مانند بسیاری دیگر، از یک مبدل واحد برای ارسال پالس و دریافت اکو استفاده می کنند. سنسور با اندازه گیری فاصله زمانی بین ارسال و دریافت پالس التراسونیک، فاصله تا یک هدف را تعیین می کند. اصل کار این ماژول ساده است. این سنسور یک پالس التراسونیک را در 40 کیلوهرتز ارسال می کند. که در هوا حرکت می کند و در صورت وجود مانع یا جسمی، به سمت سنسور باز می گردد.
با محاسبه زمان سفر و سرعت صوت می توان فاصله را محاسبه کرد. سنسورهای التراسونیک یک راه حل عالی برای تشخیص اجسام واضح هستند. برای اندازه گیری سطح مایع، به عنوان مثال برنامه هایی که از سنسورهای مادون قرمز استفاده می کنند به دلیل شفافیت هدف با این مورد خاص کار می کنند. برای تشخیص حضور، سنسورهای التراسونیک اشیاء را بدون توجه به رنگ، سطح یا مواد تشخیص می دهند (مگر اینکه مواد مانند پشم بسیار نرم باشند، زیرا صدا را جذب می کند.) برای تشخیص موارد شفاف و دیگر مواردی که ممکن است فناوری های نوری از کار بیفتند، سنسورهای التراسونیک یک انتخاب مطمئن هستند.
استفاده از چند سنسور و جلوگیری از اختلال
هنگام استفاده از چند سنسور در یک برنامه، مهم است که آنها را به گونه ای متصل کنید که به شما امکان می دهد از مسائلی مانند تداخل یا هرگونه تداخل دیگر اجتناب کنید.
برای جلوگیری از اختلال در سیگنال های التراسونیک که از سنسور شما می آید، مهم است که صورت مبدل التراسونیک را از هر گونه مانعی دور نگه دارید. موانع رایج عبارتند از :
- خاک
- برف
- یخ
- تراکم های دیگر
سنسورهای التراسونیک چگونه استفاده می شوند؟
سنسورهای فاصله، سطح و مجاورت فراصوت معمولاً با سیستم عامل های میکروکنترلر مانندRaspberry Pi، ARM ، PLC ، Arduino ، Beagle Board و سایر موارد استفاده می شود.
سنسورهای مافوق صوت امواج صوتی را به سمت هدف منتقل می کنند و با اندازه گیری زمان بازگشت امواج منعکس شده به گیرنده، فاصله آن را تعیین می کنند.
این سنسور یک دستگاه الکترونیکی است که با انتقال امواج صوتی التراسونیک فاصله یک هدف را اندازه گیری می کند و سپس صدای منعکس شده را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
التراسونیک چه کاربردهایی دارد؟
کاربردهای التراسونیک به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:
- استفاده از امواج فراصوت برای تاثیرگذاری یا ایجاد تغییرات
- استفاده از امواج فراصوت و بازتاب آن برای شناسایی سونوگرافی و سونار از کاربردهای فراصوت برای شناسایی هستند. سوگرافی به پزشک کمک میکند داخل بدن انسان را بدون شکافتن ببیند. در ضمن این روش نسبت به عکسبرداری با اشعه ایکس و روش‌های مشابه کاملاً بی‌خطر است.
کاربردهای دیگر التراسونیک برای انجام کارهایی مثل تمیزکاری و درمان است.
کاربرد التراسونیک در درمان
امواج فراصوت در فیزیوتراپی برای کاهش درد استفاده می‌شود. التراسونیک در فیزیوتراپی برای رفع گرفتگی عضلات یا کاهش التهاب کاربرد دارد.
کاربرد التراسونیک در صنایع تولیدی
امواج فراصوت مثل ویبره‌ای قدرتمند به همگن‌سازی محلول‌ها کمک میکند. مثلاً در صنایع غذایی برای این که خمیرها یا مایعات را کاملاً همگن کنند از التراسونیک استفاده میکنند. یکی دیگر از کاربردهای مهم التراسونیک در صنعت، عیب‌یابی است. قطعات یا محصولات مختلف را بعد از تولید با التراسونیک بررسی میکنند. اگر هر عیب و نقصی در داخل قطعه وجود داشته باشد به راحتی با التراسونیک قابل تشخیص است.
سونار و حسگرها
کاربردهای فراصوت در شناسایی و تشخیص اشیاء در محیط متعدد و متنوع است. از اولین کاربردهای فراصوت می‌توان سیستم سونار کشتی‌ها و زیردریایی‌ها را مثال زد. سیستم سونار امواج فراصوت را به تمام محیط می‌فرستد و با بررسی بازتاب آن موانع یا اجسام را تشخیص می‌دهد.
تمیزکاری و نظافت با التراسونیک
یک استفاده جالب و کمی جادویی از التراسونیک تمیزکاری است. با امواج التراسونیک می‌توانید در عرض چند ثانیه سطوح کثیف شده را مثل روز اولش تمیز کنید. اگر امواج التراسونیک را درون یک مایع وارد کنید، حباب‌های بسیار ریزی در مایع ایجاد می‌شود که بعد از برخورد با سطوح آن را تمیز میکنند.
