Cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Cảm biến siêu âm (cảm biến siêu âm) là một trong những loại cảm biến dùng để đo khoảng cách của các vật thể. Nó được sử dụng và ứng dụng phổ biến trong công nghiệp. Nó đo các vật thể rắn và lỏng thông qua tín hiệu siêu âm truyền đi bằng các dạng sóng. Tìm hiểu thêm về cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo, phân loại, nguyên lý làm việc và ứng dụng thực tế, chúng ta cùng nhau xem qua bài viết này nhé.

Cảm biến siêu âm là gì? Cấu trúc và phân loại

Cảm biến siêu âm được biết đến là một trong những thiết bị đo khoảng cách của một vật thể bằng cách phát ra sóng siêu âm và chuyển đổi âm thanh phản xạ thành tín hiệu điện. Siêu âm truyền đi trong môi trường nhanh hơn tốc độ âm thanh (tức là âm thanh mà con người có thể nghe thấy).

Bạn đang xem: Ultrasonic sensor là gì

Cấu trúc cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm bao gồm 3 thành phần chính: bộ phát (truyền tín hiệu sóng âm), bộ thu (thu nguồn âm sau khi truyền) và bộ xử lý sóng âm.

Bộ xử lý sóng tích hợp của cảm biến, sau khi nhận được tín hiệu phản hồi, ngay lập tức sẽ phân tích và tính toán khoảng cách giữa điểm nóng và điểm tiếp xúc, thời gian cần thiết để sóng tiếp cận đối tượng và tốc độ lan truyền của sóng siêu âm. Cuối cùng, thông tin này sẽ được chuyển thành tín hiệu tương tự và truyền đến mạch đọc tín hiệu và chuyển thành tín hiệu logic và hiển thị thông tin cho người dùng.

XEM THÊM:  " Zz Là Gì ? Từ Điển Dành Cho Người Độ Xe

Phân loại cảm biến siêu âm

Trên thị trường hiện nay có hai loại cảm biến siêu âm được sử dụng phổ biến nhất là cảm biến tiệm cận và cảm biến đo mức chất lỏng.

1. Cảm biến tiệm cận

Chúng thường được tìm thấy trong một số công nghệ đỗ xe tự động và hệ thống tránh va chạm. Cảm biến siêu âm này cũng được sử dụng trong một số hệ thống phát hiện chướng ngại vật bằng robot, cũng như một số máy móc trên dây chuyền sản xuất.

Xem thêm: Lịch âm 27/1, âm lịch hôm nay Thứ Năm ngày 27/1/2022 tốt hay xấu?

So với cảm biến hồng ngoại (ir) trong các ứng dụng, cảm biến tiệm cận ít bị nhiễu bởi khói, khí và một số hạt khác trong không khí. Tuy nhiên, thành phần vật chất vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi các biến số như nhiệt độ.

2. Cảm biến siêu âm – Cảm biến mức

Cảm biến mức chất lỏng được sử dụng để phát hiện, giám sát và điều chỉnh mức chất lỏng trong các thùng chứa kín, chẳng hạn như bồn chứa hóa chất trong nhà máy.

Cũng cần lưu ý rằng công nghệ siêu âm cho phép cộng đồng y tế nhìn thấy các cơ quan nội tạng, giúp bác sĩ xác định các khối u và theo dõi sự tăng trưởng và phát triển của em bé trong bụng mẹ.

Cách hoạt động

Cảm biến siêu âm định kỳ phát ra nguồn xung âm thanh tần số cao, ngắn. Chúng di chuyển trong không khí nhanh hơn tốc độ âm thanh.

XEM THÊM:  Bí Mật Cách Nấu Chè Đông Sương Nhiều Màu Ngon Nhất Hiện Nay, Bí Quyết Nấu Thạch Và Tạo Màu, Vị Bằng Quả Tươi

Trong quá trình lan truyền không khí, khi gặp một vật thể, nó sẽ bị phản xạ trở lại dưới dạng tín hiệu phản hồi. Đồng thời, bộ xử lý sóng âm sẽ tự động tính toán khoảng cách theo khoảng thời gian sóng truyền đi và tín hiệu trả về.

Để có thể tính toán khoảng cách giữa cảm biến và đối tượng, cảm biến đo thời gian để âm thanh của máy phát tiếp xúc với máy thu.

Xem thêm: Nghiệp vụ ngoại thương (Foreign Trade Techniques) là gì? – Hội Xuất Nhập Khẩu

Công thức tính quãng đường như sau: d = t x c (trong đó d là quãng đường, t là thời gian và c là tốc độ âm thanh). Tốc độ âm c ≈ 343 m / s.

Một số ứng dụng của cảm biến siêu âm

Hầu hết các loại cảm biến siêu âm sử dụng nguyên tắc truyền và nhận. Với tốc độ và thời gian đã biết, có thể tính được khoảng cách truyền và nhận sóng. Đầu ra tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu chuyển tiếp để bật / tắt thông qua bộ xử lý tín hiệu.

1. Công tắc tiệm cận

Đây là một trong những kiểu đo cảm biến bật / tắt áp dụng nguyên lý siêu âm, cả bộ phát và bộ thu đều được tích hợp bên trong cảm biến. Sóng siêu âm truyền đi bị phản xạ trực tiếp từ đối tượng đo đến máy thu. Dòng này chủ yếu dùng để phát hiện vật thể, chức năng giống như cảm biến tiệm cận nhưng khoảng cách phát hiện vật thể sẽ dài hơn.

XEM THÊM:  Hướng dẫn, thủ thuật về iPhone – iOS

Khoảng cách phát hiện thay đổi từ vài mm đến 5 mét và thường được sử dụng để đếm sản phẩm và phát hiện chướng ngại vật, phát hiện nước, v.v. Giúp giảm thiểu rủi ro cho dây chuyền sản xuất.

2. Đo phạm vi

Được sử dụng để tính toán khoảng cách chính xác mà một đối tượng đã di chuyển đến và đi, nó có thể đo khoảng thời gian giữa các xung siêu âm được truyền đi và phản xạ.

Tính toán các thay đổi khoảng cách liên tục và xuất tín hiệu tương tự ở đầu ra. Thường được sử dụng trong bể chứa và silo. Thường được sử dụng để đo mực nước trong các bể chứa đầy nước hoặc các chất lỏng khác.

Trên đây là một số thông tin về cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo, phân loại, nguyên lý làm việc và ứng dụng, các bạn có thể tham khảo thêm. Hy vọng những thông tin trên giúp ích được cho công việc và học tập của bạn.

Xem thêm: Tra từ: Love you to the moon and back mang ý nghĩa gì mà nghe lãng mạn vậy?

Viết một bình luận