Kwalifikacja: ELM.03 - Montaż, uruchamianie i konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Ultradźwiękowy czujnik analogowy pozwala na bezkontaktowy pomiar odległości przeszkody od czujnika. Wykorzystane jest tu zjawisko polegające na tym, że fala o dużej częstotliwości napotkawszy przeszkodę ulega
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Ultradźwiękowy czujnik analogowy wykorzystuje zjawisko odbicia fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości do pomiaru odległości. Po wysłaniu impulsu ultradźwiękowego w kierunku przeszkody, fala ta odbija się od niej i wraca do czujnika. Czas, jaki upływa od momentu wysłania sygnału do jego odbioru, jest mierzony i na tej podstawie obliczana jest odległość do przeszkody. Metoda ta jest szeroko stosowana w różnych aplikacjach, takich jak robotyka, automatyka przemysłowa czy systemy parkowania. Przykładem zastosowania może być system pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach, gdzie czujnik ultradźwiękowy skutecznie określa poziom cieczy na podstawie czasu, jaki potrzebuje fala ultradźwiękowa na pokonanie drogi do powierzchni cieczy i z powrotem. W branży automotive, tego typu czujniki są również wykorzystywane w asystentach parkowania, gdzie precyzyjnie informują kierowcę o odległości do przeszkody. Stosowanie ultradźwiękowych czujników pomiarowych jest ugruntowane w normach jakości i bezpieczeństwa, takich jak ISO 9001, co zapewnia ich niezawodność i dokładność w pomiarach.
Pojęcia związane z ultradźwiękami i ich interakcją z przeszkodami są kluczowe dla zrozumienia działania czujników ultradźwiękowych. Wybór odpowiedzi takich jak pochłonięcie, rozproszenie czy wzmocnienie wskazuje na nieporozumienia dotyczące podstaw fizyki fal dźwiękowych. Pochłonięcie odnosi się do zjawiska, w którym energia fali dźwiękowej jest absorbowana przez materiał, co nie pozwala na odbicie sygnału. W praktyce oznaczałoby to, że czujnik nie byłby w stanie skutecznie zmierzyć odległości, ponieważ wysłany sygnał zniknąłby w przeszkodzie, a czujnik nie otrzymałby żadnego impulsu zwrotnego. Rozproszenie z kolei odnosi się do sytuacji, gdy fala ulega rozbiciu na mniejsze fale w wyniku interakcji z nierówną powierzchnią, co również nie pozwala na uzyskanie dokładnych pomiarów odległości, gdyż sygnał byłby osłabiony i trudny do zinterpretowania. Wzmocnienie sugeruje, że fala dźwiękowa zwiększa swoją energię po interakcji z przeszkodą, co jest niezgodne z zasadami fizyki fal. W rzeczywistości fale dźwiękowe odbijają się, co umożliwia ich detekcję przez czujnik, a nie są wzmacniane. Zrozumienie tych zjawisk jest kluczowe dla prawidłowego wykorzystania technologii ultradźwiękowej w praktycznych aplikacjach inżynieryjnych i przemysłowych.