سنسورهای فاصله اولتراسونیک:
سنسورهای فاصله اولتراسونیک که به نام های فاصله یاب اولتراسونیک یا ماژول های محدوده نیز شناخته می شوند، فاصله اشیاء را با انتشار پالس های اولتراسونیک و اندازه گیری زمان بازتاب پالس ها از جسم و بازگشت به حسگر اندازه گیری می کنند. این حسگرها معمولاً شامل یک مبدل است که امواج مافوق صوت را تولید می کند و یک گیرنده امواج منعکس شده را تشخیص می دهد و سپس مدارهای الکترونیکی برای پردازش سیگنال و محاسبه فاصله عمل میکند. سنسورهای فاصله اولتراسونیک اندازه گیری فاصله بدون تماس را ارائه می دهند و امکان تشخیص دقیق و قابل اعتماد اجسام در محدوده سنجش آنها را فراهم می کنند. آنها کاربردهایی در رباتیک، اتوماسیون صنعتی، تشخیص موانع و سیستم های کمک پارک خودرو پیدا می کنند. سنسورهای فاصله اولتراسونیک مزایایی مانند محدوده حسی طولانی (از چند سانتی متر تا چند متر)، ایمنی در برابر عوامل محیطی مانند نور و گرد و غبار و دمای عملیاتی گسترده را ارائه می دهند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند شکل جسم، بافت سطح و تداخل صوتی قرار گیرند که منجر به خطاهای اندازه گیری در شرایط خاص می شود.
سنسورهای سطح اولتراسونیک:
سنسورهای سطح اولتراسونیک سطح مواد مایع یا جامد را در مخازن، ظروف و سیلوها با انتشار پالس‌های اولتراسونیک و تشخیص زمان بازتاب پالس‌ها از سطح مواد و بازگشت به حسگر اندازه‌گیری می‌کنند. این سنسورها از اصولی مشابه سنسورهای فاصله اولتراسونیک استفاده می‌کنند، اما برای کاربردهای اندازه‌گیری سطح مایع یا سطح جامد حجیم بهینه شده‌اند. سنسورهای سطح اولتراسونیک اندازه گیری سطح بدون تماس را ارائه می دهند و امکان نظارت مداوم بر سطوح مواد را بدون نیاز به تماس مستقیم با مواد فراهم می کنند. آنها به طور گسترده ای در فرآیندهای صنعتی، تصفیه خانه های فاضلاب، کاربردهای کشاورزی و تاسیسات ذخیره سوخت استفاده می شوند. سنسورهای سطح اولتراسونیک مزایایی مانند دقت بالا، محدوده اندازه گیری گسترده و سازگاری با طیف وسیعی از مواد از جمله مایعات، پودرها و جامدات دانه ای را ارائه می دهند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند فوم، تلاطم و گرادیان دما قرار گیرند که منجر به عدم دقت اندازه گیری در شرایط خاص می شود.
سنسورهای جریان اولتراسونیک:
سنسورهای جریان اولتراسونیک با انتشار پالس های اولتراسونیک و اندازه گیری زمان انتشار پالس ها در بالادست و پایین دست، سرعت جریان مایعات یا گازها را در لوله ها یا مجراها اندازه گیری می کنند. این حسگرها از اصولی مانند زمان عبور یا جابجایی داپلر برای محاسبه سرعت و حجم جریان بر اساس تفاوت زمان عبور یا تغییر فرکانس بین پالس‌های اولتراسونیک بالادست و پایین دست استفاده می‌کنند. سنسورهای جریان اولتراسونیک مزایایی مانند اندازه گیری جریان غیر تهاجمی، دقت بالا، محدوده جریان گسترده و سازگاری با سیالات مختلف از جمله آب، فاضلاب و هیدروکربن ها را ارائه می دهند. آنها در نظارت بر فرآیندهای صنعتی، مدیریت آب و فاضلاب و سیستم های مدیریت انرژی کاربرد دارند. سنسورهای جریان اولتراسونیک به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق جریان بدون نیاز به اصلاح لوله یا انسداد جریان دارند، مناسب هستند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند مشخصات جریان، مواد لوله و خواص سیال قرار گیرند که منجر به خطاهای اندازه گیری در شرایط خاص می شود.
سنسورهای گاز اولتراسونیک:
سنسورهای گاز اولتراسونیک با اندازه‌گیری زمان انتشار پالس‌های اولتراسونیک در محیط گاز، حضور و غلظت گازها را در مخلوط‌های هوا یا گاز تشخیص می‌دهند. این حسگرها از اصولی مانند تضعیف اولتراسونیک یا تغییر فاز برای محاسبه غلظت گاز بر اساس تغییر در خواص موج اولتراسونیک ناشی از حضور مولکول‌های گاز استفاده می‌کنند. سنسورهای گاز اولتراسونیک مزایایی مانند حساسیت بالا، زمان پاسخ سریع، محدوده تشخیص گسترده و گزینش پذیری برای گونه های گاز خاص را ارائه می دهند. آنها در سیستم های ایمنی صنعتی، نظارت بر محیط زیست، ارزیابی کیفیت هوای داخل ساختمان و تشخیص نشت گاز کاربرد دارند. سنسورهای گاز اولتراسونیک به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به تشخیص در زمان واقعی نشت گاز، گازهای سمی یا جوهای انفجاری دارند، مناسب هستند. با این حال، ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند دما، رطوبت و نویز پس زمینه قرار گیرند که منجر به عدم دقت اندازه گیری در شرایط خاص می شود.
سنسورهای تصویربرداری اولتراسونیک:
سنسورهای تصویربرداری اولتراسونیک که با نام‌های تصویربرداری اولتراسونیک یا اسکنرهای اولتراسوند نیز شناخته می‌شوند، با انتشار پالس‌های اولتراسونیک و تجزیه و تحلیل امواج منعکس‌شده، تصاویر دو بعدی یا سه بعدی از ساختارها یا اشیاء داخلی تولید می‌کنند. این حسگرها از اصولی مانند تصویربرداری پالس اکو یا تصویربرداری با آرایه فازی برای تولید تصاویر دقیق از بافت‌ها، اندام‌ها یا مواد بر اساس ویژگی‌های صوتی و رابط‌شان استفاده می‌کنند. سنسورهای تصویربرداری اولتراسونیک مزایایی مانند تصویربرداری غیر تهاجمی، تجسم در زمان واقعی، وضوح بالا و عمق نفوذ را ارائه می‌دهند که آنها را به ابزارهای ارزشمندی در تشخیص پزشکی، بازرسی صنعتی و شناسایی مواد تبدیل میکند. آنها در روش‌های تصویربرداری پزشکی مانند تصویربرداری اولتراسوند، اکوکاردیوگرافی، و سونوگرافی زنان و زایمان و همچنین آزمایش‌های غیر مخرب (NDT) مواد و اجزاء در صنایع هوافضا، خودروسازی و تولید کاربرد دارند. سنسورهای تصویربرداری اولتراسونیک بینش های ارزشمندی را در مورد ساختار داخلی، ترکیب و یکپارچگی اشیاء ارائه می دهند و امکان تشخیص دقیق، کنترل کیفیت و تشخیص نقص را فراهم می کنند. با این حال، آنها ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند امپدانس صوتی، تضعیف پرتو، و پراکندگی قرار گیرند که منجر به ایجاد مصنوعات تصویر و چالش‌های تفسیری در شرایط خاص می‌شود.
مزایا و محدودیت ها:
هر نوع سنسور اولتراسونیک بسته به اصول عملیاتی، کاربردها و عوامل محیطی، مزایا و محدودیت‌های متمایزی را ارائه می‌دهد. سنسورهای فاصله اولتراسونیک محدوده حسی طولانی، ایمنی در برابر عوامل محیطی و دمای عملیاتی گسترده را ارائه می دهند، اما ممکن است تحت تأثیر خواص جسم و تداخل صوتی قرار گیرند. سنسورهای سطح اولتراسونیک دقت بالا، سازگاری با مواد مختلف و اندازه گیری سطح بدون تماس را ارائه می دهند، اما ممکن است تحت تأثیر فوم، آشفتگی و گرادیان دما قرار گیرند. سنسورهای جریان اولتراسونیک اندازه گیری جریان غیر تهاجمی، دقت بالا و محدوده جریان وسیع را ارائه می دهند، اما ممکن است تحت تأثیر مشخصات جریان، مواد لوله و خواص سیال قرار گیرند. سنسورهای گاز اولتراسونیک حساسیت بالا، زمان پاسخ سریع و گزینش پذیری را برای گونه های گاز خاص ارائه می دهند، اما ممکن است تحت تأثیر دما، رطوبت و نویز پس زمینه قرار گیرند. سنسورهای تصویربرداری اولتراسونیک تصویربرداری غیر تهاجمی، تجسم در زمان واقعی و وضوح بالا ارائه می‌دهند، اما ممکن است تحت تأثیر امپدانس آکوستیک، تضعیف پرتو و پراکندگی قرار گیرند.
برنامه های کاربردی:
سنسورهای اولتراسونیک کاربردهای متنوعی در صنایع و حوزه های مختلف پیدا می کنند، از جمله:
اتوماسیون صنعتی: سنسورهای اولتراسونیک برای اندازه‌گیری فاصله، سنجش سطح، نظارت بر جریان و تشخیص اشیا در فرآیندهای تولید، خطوط مونتاژ و سیستم‌های جابجایی مواد استفاده می‌شوند.
خودرو: سنسورهای اولتراسونیک در سیستم‌های کمک پارک خودرو، سیستم‌های جلوگیری از برخورد و کروز کنترل تطبیقی برای تشخیص اشیا، اجتناب از موانع و رانندگی خودکار استفاده می‌شوند.
مراقبت های بهداشتی: سنسورهای اولتراسونیک در دستگاه های پزشکی برای تصویربرداری تشخیصی، اولتراسوند درمانی و نظارت غیرتهاجمی در زمینه هایی مانند رادیولوژی، قلب، زنان و زایمان استفاده می شود.
نظارت بر محیط زیست: سنسورهای اولتراسونیک برای مدیریت آب و فاضلاب، ارزیابی کیفیت هوا و تشخیص نشت گاز در سیستم‌های نظارت محیطی، تاسیسات صنعتی و شهرهای هوشمند استفاده می‌شوند.
هوافضا: حسگرهای اولتراسونیک در سیستم‌های سوخت هواپیما، سیستم‌های هیدرولیک و نظارت بر سلامت سازه برای سنجش سطح، اندازه‌گیری جریان و تشخیص عیب در اجزا و ساختارهای حیاتی استفاده می‌شوند.
نتیجه:
در نتیجه، سنسورهای اولتراسونیک نقش حیاتی در مهندسی، فناوری و جامعه مدرن ایفا می‌کنند و امکان سنجش غیرتماسی فاصله، سطح، جریان، غلظت گاز و تصویربرداری را در طیف وسیعی از کاربردها فراهم می‌کنند.
ترجمه و جمع آوری:
واحد تحقیق و توسعه بارق، Baregh
بارق، مرجع آگهی ها و نیازمندی های صنعت برق
