Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm: Chức năng, đặc điểm và lợi ích

Cảm biến siêu âm là một thiết bị phát và nhận sóng siêu âm để phát hiện sự hiện diện, vị trí hoặc khoảng cách của các vật thể. Nguyên lý hoạt động cơ bản của nó là phát ra một loạt sóng âm tần số cao theo một hướng nhất định. Khi có vật thể cản trở sóng âm (như một con cá nhảy ra khỏi mặt nước), sóng sẽ tạo ra tiếng vang (echo) và được micro thu lại thông qua bảng cảm biến. Sau đó, tín hiệu này được truyền ngược lại thành một chuỗi sóng hiển thị trên màn hình dao động ký (oscilloscope trace), mà chúng ta có thể nhìn thấy dưới dạng đường màu đỏ trên nền nhiễu xanh. Dựa vào thời gian sóng đi và về, chúng ta có thể xác định được vật thể mục tiêu ở cách bao xa. Cảm biến siêu âm vừa tạo ra vừa phát hiện sóng âm. Nó phát ra một xung âm thanh, sau đó đo thời gian cần thiết để tiếng vang quay trở lại. Dựa vào dữ liệu này, cảm biến có thể tính toán chính xác vật thể ở cách bao nhiêu inch. Các chức năng chính của cảm biến siêu âm bao gồm phát hiện chướng ngại vật, dò mức chất lỏng và đo độ dày của vật liệu. Các đặc điểm kỹ thuật khiến nó khác biệt so với các cảm biến khác bao gồm phương pháp đo không tiếp xúc, góc chùm tia rộng và độ chính xác cao. Những cảm biến này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như robot, ô tô và tự động hóa công nghiệp.