Rate this post
Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor) là một trong những loại cảm biến dùng để đo khoảng cách của các vật thể và thường được sử dụng và áp dụng trong công nghiệp để đo các vật thể rắn, lỏng thông qua dạng sóng tín hiệu siêu âm truyền đi. Để hiểu hơn về cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong thực tế hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu thông tin trong bài viết này.
Cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo và phân loại
Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor) là gì?Cảm biến siêu âm được biết đến là một trong những thiết bị đo khoảng cách của những vật thể bằng cách phát ra một sóng siêu âm và quy đổi âm thanh phản xạ thành tín hiệu điện. Sóng siêu âm trong thiên nhiên và môi trường được truyền đi nhanh hơn vận tốc âm thanh ( tức là âm thanh mà con người hoàn toàn có thể nghe thấy được ) .
Cấu tạo của cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm gồm 3 thành phần chính : Bộ phát ( truyền đi tín hiệu sóng âm ), bộ thu ( Thu nguồn âm thanh sau khi truyền đến ), bộ giải quyết và xử lý sóng âm .Bộ giải quyết và xử lý sóng được tích hợp bên trong cảm ứng sau khi nhận được tín hiệu phản hồi đưa về, lập tức bộ này sẽ nghiên cứu và phân tích, giám sát để đưa ra khoảng cách giữa những điểm phát sóng và điểm sóng chạm vào vật thể trải qua khoảng chừng thời hạn sóng phát tới vật thể và tốc độ truyền đi của sóng siêu âm. Cuối cùng thông tin này sẽ được chuyển hóa thành tín hiệu Analog và truyền về một mạch đọc tín hiệu chuyển hóa thành tín hiệu logic và hiển thị thông tin cho người sử dụng .
Phân loại cảm biến siêu âm
Trên thị trường hiện nay, có 2 loại cảm biến siêu âm thường được dùng nhất đó là: Cảm biến tiệm cận ( Proximity Sensors) và cảm biến mức (Level Sensors).
1. Cảm biến tiệm cận ( Proximity Sensors)
Chúng thường được tìm thấy trong 1 số ít công nghệ tiên tiến đỗ xe xe hơi tự động hóa và mạng lưới hệ thống bảo đảm an toàn chống va chạm. Cảm biến siêu âm này cũng được sử dụng trong một số ít mạng lưới hệ thống phát hiện chướng ngại vật trên robot, cũng như một số ít máy móc trong dây chuyền sản xuất sản xuất .
So với cảm biến hồng ngoại (IR) trong các ứng dụng thì cảm biến tiệm cận sẽ không dễ dàng bị nhiễu sóng bởi khói, khí và một số hạt trong không khí khác. Mặc dù, thành phần vật lý vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi các biến như nhiệt độ.
2. Cảm biến siêu âm – cảm biến mức (Level Sensors)
Cảm biến mức dùng để phát hiện, giám sát và kiểm soát và điều chỉnh những mức chất lỏng trong những thùng chứa kín, ví dụ như những thùng hóa chất trong những xí nghiệp sản xuất .Một điều cũng rất đáng để chú ý quan tâm là công nghệ tiên tiến siêu âm đã được cho phép ngành y tế hoàn toàn có thể nhìn được những cơ quan nội tạng, giúp bác sĩ hoàn toàn có thể xác lập được những khối u và hoàn toàn có thể theo dõi sự tăng trưởng của em bé trong bụng mẹ .
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âmCảm biến siêu âm phát ra những nguồn xung âm thanh có tần số ngắn, tần số cao theo khoảng chừng thời hạn đều đặn. Chúng Viral trong không khí với vận tốc nhanh hơn vận tốc âm thanh .Trong quy trình Viral trong không khi, chúng gặp vật thể, chúng sẽ phản xạ ngược trở lại dưới một dạng tín hiệu phản hồi và đồng thời bộ giải quyết và xử lý sóng âm sẽ tự động hóa giám sát khoảng cách dựa trên khoảng chừng thời hạn sóng được phát ra và tín hiệu trả vềĐể hoàn toàn có thể tính được khoảng cách giữa cảm ứng và đối tượng người tiêu dùng, cảm ứng sẽ đo thời hạn thiết yếu giữa khoảng chừng thời hạn phát ra âm thanh của bộ phát đến tiếp xúc với bộ thu .
Công thức tính khoảng cách như sau: D = T x C (Trong đó D là khoảng cách, T là thời gian, C là tốc độ âm thanh). Tốc độ âm thanh C ≈ 343 mét/ giây.
Một số ứng dụng của cảm biến siêu âm
Hầu hết những loại cảm ứng siêu âm đều được vận dụng nguyên tắc phát và nhận khi đã biết được tốc độ và thời hạn thì từ đó hoàn toàn có thể tính được quãng đường mà sóng phát và nhận lại. Thông qua bộ giải quyết và xử lý tín hiệu sẽ cho ra được tín hiệu Analog hoặc Relay so với do ON / OFF .
1. Proximity switches
Đây là một trong những loại đo cảm ứng ON / OFF vận dụng nguyên tắc siêu âm, với bộ phát và thu đều được tích hợp bên trong cảm ứng. Siêu âm phát ra phản xạ trực tiếp từ vật thể đo được tới bộ thu. Dòng này sử dụng hầu hết để phát hiện vật thể và có công dụng hoạt động giải trí giống cảm ứng tiệm cận nhưng khoảng cách phát hiện vật thể sẽ xa hơn .
Khoảng cách phát hiện từ vài mm cho đến 5m và thường được ứng dụng để đếm sản phẩm và phát hiện vật cản, phát hiện nước,… Để giúp giảm thiểu tối đa mức độ nguy cơ cho dây chuyền sản xuất.
2. Ranging Measurement
Dùng để đo lường và thống kê khoảng cách đúng chuẩn của một đối tượng người dùng chuyển dời đến và đi từ đó hoàn toàn có thể đo được khoảng chừng thời hạn giữa những cụm phát và phản xạ của sóng siêu âm .
Thay đổi khoảng cách liên tục được tính toán và xuất ra tín hiệu Analog ở đầu ra. Thường được áp dụng trong các tank chứa và silo. Ứng dụng thường để đo mức nước trong các tank chứa nước hoặc các chất lỏng khác.
Trên đây là 1 số ít thông tin về cảm ứng siêu âm là gì ? Cấu tạo, phân loại, nguyên tắc hoạt động giải trí và ứng dụng mà bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm. Hy vọng rằng, với những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong việc làm và trong học tập .
