فراصوت، التراسونیک

اساس کار حسگرهای فراصوت مشابه رادار یا ردیاب صوتی، تشخیص ویژگی‌های هدف از طریق تحلیل بازتاب امواج رادیویی یا صوتی می‌باشد.

صفحه نخست »  الکترونیک »  فراصوت

تاريخچه اين سنسور به سال 1912 میلادی و بعد از غرق شدن کشتی تایتانيک بر می گردد . بعد از غرق شدن تایتانیک دانشمندان به دنبال راه حلی برای تکرار نشدن این فاجعه افتادند، که اگر کاپتان کشتی به هر دلیلی قادر به دیدن جلو کشتی نبود وسیله ای هشدار دهنده او را از وجود مانع مطلع سازد . در سال 1912 میلادی آقای L F Richartson با الهام از طبیعت و استفاده از مسیریابی خفاشها موفق به ساخت سنسور فراصوتی شد . خفاشها به دلیل بینایی ضعیف و حساس به نو ر، از امواج فراصوتی برای تشخیص موانع استفاده می کنند . اما از آن سال تا کنون که نزدیک به یک قرن از آن می گذرد این سنسور کاربردهای فراوانی در زندگی ما پیدا کرده است.
از آنجایی که کریستالهای پیزوالکتریک هنگام اعمال نیرو به آنها، ولتاژ تولید می‌کنند، می‌توانند در آشکار ساز فراصوت مورد استفاده قرار گیرند. برخی سیستمها از اجزاء فرستنده و گیرنده جدا استفاده می‌کنند در حالیکه سیستم‌های دیگر تنها از یک فرستنده- گیرنده پیزوالکتریک تشکیل می‌شوند. راه‌های دیگر برای ایجاد کردن و ردیابی کردن تغییر شکل بر اثر مغناطیس(magnetostriction)و تحریک خازنی (capacitive actuation) می‌باشد.

کاربردها
چند نمونه از کاربردهای حسگرفراصوت:
کاربرد در دزدگیر اتوموبیل و وسیله هشدار دهنده فاصله در اتوموبیلاستفاده در ثبت دقیق ترین زمان ممکنه در ورزش دومیدانیاستفاده در باک هواپیما برای فهمیدن مقدار سوخت (سنسور تشخیص سطح مایعات)استفاده در کنترل دور ماشین های صنعتیکاربرد در علم هواشناسی جدید (سنسور فشار)دبی متر اولتراسونیک
کاربرد در پزشکی
حسگر فراصوت در پزشکی، در شکلها و اندازه‌های مختلفی موجود هستند که در عکس برداری از قسمتهای مختلف بدن کاربرد دارند. حسگر ممکن است بر روی سطح قسمت هایی از بدن قرار گیرد ، پزشکانی که از روشهای فراصوتی استفاده می‌کنند، اغلب از یک سیستم مکان یاب(Probe positioning system) برای نگه داشتن مبدل فراصوت استفاده می‌کنند.
کاربرد در صنعت
سنسورهای فراصوت برای ردیابی و آشکار سازی هدفها و اندازه‌گیری فاصله آنها در بسیاری از کارخانه‌های خودکار به کار می‌روند. سنسورها با یک خروجی دیجیتال (روشن یا خاموش) برای یافتن وجود هدف و سنسورهایی با یک خروجی دیجیتال که به طور تناسبی بر حسب فاصله سنسور تا هدف تغییر می‌کند، موجود هستند. به علت اینکه سنسورهای فراصوت به جای نور از صدا برای آشکار سازی استفاده می‌کنند، در کاربردهایی که سنسورهای فوتوالکتریک(سنسورهای فوتوالکتریک) قابل استفاده نیستند، به کار می‌روند. این سنسورها راه حل خوبی برای آشکارسازی اجسام شفاف و اندازه‌گیری سطح مایع هستند؛ کاربردهایی که سنسورهای فوتوالکتریک به علت عدم بازتاب نور از سطح هدف دچار اخلال می‌شوند. رنگ هدف و/یا بازتاب بر سنسورهای فراصوت تأثیر نمی‌گذارد که در نتیجه می‌توانند در نور زیاد عمل کنند. انواع دیگر مبدلها در دستگاههای تمیز کننده دارای سنسور فراصوت به کار می‌روند. یک مبدل فراصوت به یک فولاد ضد زنگ که با یک حلال (معمولاً آب یا ایزو پروپانول) پر شده است، اضافه می‌شود و بعد موج مربعی به آن اعمال می‌شود که انرژی لرزشی به مایع می‌دهد.