فیزیک امواج التراسونیک
§انتتشار موج در مواد:
üسرعت صوت در یک ماده تابعی است
از مشخصات آن ماده و وابسته به دامنه
موج صوتی می‌باشد.
از مشخصات آن ماده و وابسته به دامنه
موج صوتی می‌باشد.
رابطه بین سرعت صوت در یک ماده جامد
و چگالی و ثابت‌های الاستیک به‌صورت زیر است:
v : سرعت صوت
c : ثابت الاستیک
p : چگالی ماده
و چگالی و ثابت‌های الاستیک به‌صورت زیر است:
v : سرعت صوت
c : ثابت الاستیک
p : چگالی ماده
بازتابش و قانون Snell
اگر یک موج فرا صوتی از سطح بین دو ماده که دارای مشخصات بازتابش متفاوتی هستند با زاویه مورب عبور کند، بخشی از آن بازتابیده شده و بخشی شکسته می‌شود.
سنسورهای التراسونیک
چگونه کار می‌کنند؟
امواج صوتی با فرکانس‌های بالاتر از فرکانس شنوایی ( امواج التراسونیک) را می‌فرستند و امواج بازگشتی را دریافت می‌کنند. از تاخیر زمانی و سرعت صوت در هوا برای تعریف فاصله از هدف استفاده می‌کنند و همچنین می‌توان تنها برای تشخیص هدف و وجود یا عدم وجود آن مورد استفاده قرار گیرد.
انواع سنسورهای التراسونیک
Ultrasonic proximity sensor with analog output stage
خروجی‌های جریان و ولتاژ متناسب با فاصله سنسور ازهدف هستند.
Ultrasonic retro-reflective sensor
در این حالت از یک قطعه صاف و ثابت یک ماشین به‌عنوان بازتابنده استفاده می شود.
فاصله زمانی بین ارسال و دریافت سیگنال التراسونیک ( زمان انتشار) ثابت و شناخته شده است. وقتی که یک شیئ سیگنال التراسونیک را قطع می کند خروجی فعال می‌شود.
Ultrasonic through beam sensor
این سنسورها برای کاربردهایی که اشیاء به‌سرعت و پشت سر هم در حرکتند ایدآل هستند.
این سنسورها همچنین زمانی که فرکانس‌های سویچینگ بالا (حدودا 200Hz) مورد نیاز باشد، پیشنهاد می‌شوند.
کاربرد سنسورهای التراسونیک
اندازه گیری زاویه (Angular Measurement)
مسافت‌یابی ( Ranging)
تستهای غیر مخرب ( Non Destructive Test)
اندازه‌گیری جریان ( Flow Metering)
روش TOF
در روش TOF یک موج صوتی توسط سنسورهای التراسونیک مسافت‌یاب ارسال شده و فاصله زمانی که طول می‌کشد تا موج صوتی به شیئ برخور کند و به منبع برگردد محاسبه می‌شود.
کاربرد در رباتیک
سنسورهای التراسونیک در رباتیک جهت مسافت یابی (Ranging) استفاده می‌شوند.
مسافت یابی در رباتیک عموما بر پایه روش TOF است.
مشکل اصلی در این‌کاربرد تداخل امواج (Crosstalk) است.
شامل 61 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت Ultrasonic Sensors