Princippet om ultralyd

Ultrasonisk varierende er en teknologi, der bruger lydbølger til at bestemme afstanden mellem to objekter. Det er blevet et vigtigt værktøj i forskellige brancher, herunder bil-, sundhedsydelser og robotik. Formålet med denne artikel er at give en omfattende forklaring af princippet om ultralydområder og dens anvendelser.

Hvad er ultralydsområde?

Ultrasonisk varierende er en teknik, der bruger højfrekvente lydbølger til at bestemme afstanden mellem to objekter. Det fungerer ved at overføre en ultralydsbølge fra en transducer og måle den tid, det tager for bølgen at hoppe tilbage efter at have ramt et objekt. Den tid det tager for bølgen at vende tilbage bruges til at beregne afstanden mellem transduceren og objektet. Der er forskellige typer ultralydssensorer, herunder enkelttransducersensorer og dobbelt transducersensorer.

Arbejdsprincip for ultralyd

Princippet om ultralydsinterval er baseret på fysikken i lydbølger. Når en ultralydsbølge overføres fra en transducer, bevæger den sig gennem luften og når et objekt. Bølgen hopper derefter tilbage til transduceren, og den tid, det tager for bølgen at vende tilbage, måles. Denne gang bruges til at beregne afstanden mellem transduceren og objektet.

Transduceren spiller en vigtig rolle i ultralydområder. Det er ansvarlig for både transmission og modtagelse af den ultralydsbølge. Transduceren konverterer elektriske signaler til mekaniske vibrationer, som derefter transmitteres som ultralydsbølger. Når bølgen rammer et objekt og hopper tilbage, modtager transduceren bølgen og konverterer den tilbage til et elektrisk signal.

Fordele og begrænsninger ved ultralyd

Ultrasonisk interval har adskillige fordele i forhold til andre områder. Det er ikke-kontakt, hvilket betyder, at det kan bruges til at måle afstanden mellem objekter uden fysisk at røre ved dem. Det er også nøjagtigt, hvilket giver præcise målinger, selv over lange afstande.

Imidlertid har ultralyd, der spænder også nogle begrænsninger. Det påvirkes af miljøfaktorer såsom temperatur, lufttryk og fugtighed. Det kan heller ikke trænge ind i faste genstande, hvilket betyder, at det ikke kan måle afstanden til et objekt, der står bag et andet objekt. Dette kan begrænse dens anvendelighed i visse applikationer.

I sammenligning med andre områder, såsom laser, der spænder og infrarød, er ultralydsområdet relativt billigt og let at implementere. Dette gør det til et populært valg til en lang række applikationer.

Anvendelser af ultralyd

Ultralyd, der spænder, bruges i en række industrier, herunder bilindustri, sundhedsydelser og robotik. I bilindustrien bruges ultralydområder til afstandsmåling og forhindringsdetektion i køretøjer. Dette gør det muligt for køretøjer at undgå kollisioner og parkere sikkert.

I sundhedsindustrien bruges ultralydområder til ikke-invasiv billeddannelse og måler afstanden mellem indre organer. Dette giver medicinske fagfolk mulighed for at diagnosticere og behandle patienter uden behov for invasive procedurer.

Inden for robotik bruges ultralydområder til navigation og forhindring af hindringer. Robotter udstyret med ultralydssensorer kan navigere i komplekse miljøer og undgå hindringer, hvilket gør dem mere effektive og effektive.

Fremtiden for ultralyd

Området med ultralyd, der spænder, udvikler sig hurtigt, hvor nye fremskridt gøres hele tiden. I fremtiden er det sandsynligt, at ultralyd, der spænder, vil blive integreret i endnu flere brancher og applikationer.

En potentiel fremtidig anvendelse af ultralydsområde er inden for autonome køretøjer. Autonome køretøjer kræver meget nøjagtige og pålidelige afstandsmålingssystemer for at navigere sikkert. Ultralyd, der spænder, kunne spille en afgørende rolle i dette, hvilket giver de nødvendige afstandsmålinger for at give autonome køretøjer mulighed for at fungere sikkert.

En anden potentiel anvendelse af ultralydområder er inden for industriel automatisering. Med den stigende efterspørgsel efter effektive og omkostningseffektive automatiseringssystemer kunne ultralydsregler spille en nøglerolle i at tilvejebringe nøjagtige og pålidelige målinger for industrielle robotter.

Konklusion

Afslutningsvis er ultralyd, der spænder, en teknologi, der bruger højfrekvente lydbølger til at bestemme afstanden mellem to objekter. Det er blevet et vigtigt værktøj i forskellige brancher, herunder bil-, sundhedsydelser og robotik. Princippet om ultralydområder er baseret på fysikken i lydbølger og muliggøres gennem brug af ultralydstransducere. Mens ultralydområder har nogle begrænsninger, har det også flere fordele, hvilket gør det til et populært valg til en lang række applikationer. Fremtiden for ultralyd, der spænder, ser lys ud med nye fremskridt og potentielle anvendelser i horisonten.

Den lydbølgefrekvens, som menneskelige ører kan høre, er 20Hz ～ 20 kHz. Når frekvensen er højere end 20 kHz, kan det menneskelige øre ikke høre det. Derfor kalder vi lydbølgen med en frekvens, der er højere end 20 kHz 'Ultrasonic Wave '.

Ultralyd har en stærk direktivitet og rejser en lang afstand i luften. Det afspejles, når man støder på forhindringer. Derfor bruger folk ofte ultralydsbølge til afstandsmåling.

Den mest almindelige metode til måling af ultralydsafstand er ECHO -detektionsmetoden. Den ultralyds sender udsender ultralydsbølger i en bestemt retning. På samme tid som emissionen begynder timeren timing. Den ultralydsmodtager stopper med det samme, når den modtager de reflekterede ultralydsbølger. Forplantningshastigheden for ultralydsbølger i luften er 340 m/s. I henhold til den tid, der er registreret af timeren, kan afstanden fra emissionspunktet til forhindringsoverfladen beregnes.

De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer inkluderer:

(1) Arbejdsfrekvens. Arbejdsfrekvensen er resonansfrekvensen for den piezoelektriske chip. Når frekvensen af ​​vekselstrømsspændingen, der påføres sine to ender, er lig med den resonansfrekvens af chippen, er outputenergien den største, og følsomheden er også den højeste.

(2) Arbejdstemperatur. Da afstanden for det piezoelektriske materiale generelt er relativt højt, især den ultralydssonde til diagnose bruger en lille effekt, så arbejdstemperaturen er relativt lav, og den kan fungere i lang tid uden svigt. Temperaturen på den ultrasoniske sonde, der bruges i medicinsk behandling, er relativt høj, og der kræves en separat køleanordning.

(3) Følsomhed. Den afhænger hovedsageligt af selve fremstillingschippen, den elektromekaniske koblingskoefficient er stor, og følsomheden er høj.

Med den hurtige udvikling af videnskab og teknologi er det ikke svært for os at finde anvendelsen af ​​ultralydssensorer. For eksempel bruger den reverserende radar ultralydsbølger til at måle afstand for at realisere funktionen af ​​parkering og forhindring af forhindring. Ingeniør fra Manorshi anbefaler tre ultralydssensorer MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR og MSW-A1840H12TR. De har god stabilitet, høj følsomhed og høj præcision og har været godt modtaget af markedet.