حسگر اولتراسونیک

حسگر اولتراسونيک

حسگر یا مبدل اولتراسونیک

قطعه‌ای الکترونیکی که توانایی تولید و حس امواج فراصوت را دارد. به طور کلی، این حسگر از دو بخش فرستنده و گیرنده تشکیل می شود که قسمت فرستنده، سیگنال‌های الکتریکی را به امواج فراصوت تبدیل و ارسال می‌کند. در مقابل، قسمت گیرندهْ امواج دریافتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید. البته ماژول‌های حسگر اولتراسونیک که امروزه در بازار عرضه می‌شوند، شامل هر دو بخش گیرنده و فرستنده می‌شوند و ورودی و خروجی نیز به صورت سیگنال الکتریکی دریافت و ارسال می‌گردد.

این مبدل، همچون سونار و رادار، در مواردی به کار گرفته می‌شود که از طریق انعکاس امواج می‌توان به اطلاعات مورد نظر دست یافت. به طور مثال، برای اندازه‌گیری فواصل در خودروها و یا روبات‌ها، موج فراصوتی توسط فرستنده تولید و در فضای پیرامون منتشر می‌شود که این امواج، پس از برخورد با سطوح بازگشت خواهند یافت. سنسور گیرنده نیز بلافاصله پس از انتشار موج، منتظر دریافت پژواک خواهد بود. بازه زمانی بین دریافت تا ارسال موج فراصوتْ مبین فاصله هدف مورد نظر تا مبداء انتشار موج است که توسط معادلاتی قابل محاسبه است.

همانطور که گفته شد، یکی از کاربردهای این سنسور در خودروها است که به طور ویژه‌ای امروزه در خودروهای خودران برای تشخیص فواصل اتومبیل از طرفین و موانع، در کنار سایر حسگرها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حوزه پزشکی نیز حسگرهای فراصورت در زمینه عکس‌برداری از اندام‌های بدن نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کنند.

برتری حسگرهای اولتراسونیک نسبت به حسگرهای فوتوالکتریک در آشکارسازی اجسام شفاف و اندازه‌گیری سطح مایع به طور کامل مشهود است، زیرا حسگرهای فوتوالکتریک به علت عدم بازتاب نور از سطح هدف، دچار اخلال می‌شوند و این در حالی است که رنگ هدف و یا بازتاب از سطوح، بر حسگرهای فراصوت تأثیر نمی‌گذارند. این نکته نیز قابل ذکر است که دامنه امواج منتشرشده در کاربردها و شرایط مختلفْ متفاوت است.

این حسگر با الهام از نحوه ی مسیریابی خفاش‌ها- که به دلیل بینایی ضعیف و حساس به نور، از امواج فراصوتی برای تشخیص موانع استفاده می کنند- طراحی و ساخته شده است. همچنین، در ساختار حسگر اولتراسونیکْ کریستال‌های پیزوالکتریک به کار گرفته شده که نیروی واردشده را به ولتاژ تبدیل می‌کنند.