ملخص المقال
تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل شائع لقياس المسافة. وهي مكونة من مادة كهروضوئية ، مع جهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية التي تنبعث من الأمواج ومستقبل الموجات فوق الصوتية التي تكتشف الأمواج عندما تنعكس مرة أخرى من كائن. هناك ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عاكسة رجعية ، ومن خلال الشعاع. تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية عن طريق نقل الموجات فوق الصوتية عالية التردد وقياس المسافة إلى الأشياء بناءً على الوقت الذي يستغرقه الأمواج للعودة.
من حيث الموثوقية ، تكون أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء (IR) ، على الرغم من أن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أكثر فعالية من حيث التكلفة. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب قياسات مسافة دقيقة وقوية.
تصنع أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام بلورات كهروضوئية وسبائك الألومنيوم. تحول البلورات الكهروضوئية الطاقة الكهربائية إلى تذبذبات ميكانيكية لإنتاج موجات بالموجات فوق الصوتية. ومع ذلك ، لا يمكن أن تمر الموجات بالموجات فوق الصوتية عبر كائنات صلبة مثل الزجاج أو البلاستيك ، مما يؤثر على نطاق المستشعر.
النقاط الرئيسية:
1. ما الذي يمكن استخدامه بدلاً من مستشعر بالموجات فوق الصوتية? يعد الرادار تقنية بديلة مهمة لتحديد المسافات ويعرف بدقة ومتانة.
2. ما هي المواد التي يتم تصنيعها من المستشعر بالموجات فوق الصوتية? تتكون المستشعرات بالموجات فوق الصوتية من مادة كهروضوئية ، حيث ينبعث جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية الموجات التي تنتقل عبر الهواء وينعكس مرة أخرى عندما يواجهون كائنًا أو شخصًا.
3. ما هما النوعان من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية? هناك ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عاكسة رجعية ، ومن خلال الشعاع.
4. كيفية صنع رادار بالموجات فوق الصوتية? لصنع رادار بالموجات فوق الصوتية ، ستحتاج إلى مستشعر بالموجات فوق الصوتية ، ومحرك Arduino Uno ، ومحرك سيرفو ، وعدد قليل من الأسلاك. قم بتركيب لوحة Arduino على كتلة خشبية وتوصيل المكونات.
5. هل هناك مستشعر أفضل من مستشعر الموجات فوق الصوتية? أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ، مما يجعلها خيارًا مفضلاً للتطبيقات التي تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك ، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أكثر فعالية من حيث التكلفة.
6. ما هو أفضل مستشعر للكشف عن المسافة? تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، المعروفة أيضًا باسم مستشعرات السونار ، لقياس المسافة بسبب قدرتها على نقل الموجات فوق الصوتية عالية التردد.
7. كيف يتم صنع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية? تصنع أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام بلورات كهروضوئية وسبائك الألومنيوم. يحول مستشعر الموجات فوق الصوتية الكهروضوئية الطاقة الكهربائية إلى تذبذبات ميكانيكية لإنتاج موجات بالموجات فوق الصوتية.
8. يمكن أن تمر الموجات فوق الصوتية عبر البلاستيك? لا يمكن أن تمر موجات الموجات فوق الصوتية عبر كائنات صلبة مثل الزجاج أو البلاستيك ، بما في ذلك موجات الصوت بالموجات فوق الصوتية 42 كيلو هرتز.
أسئلة وأجوبة:
1. ما الذي يمكن استخدامه بدلاً من مستشعر بالموجات فوق الصوتية?
الرادار هي تقنية مستشعرات مهمة لتحديد المسافات ومعروفة بدقة وقويتها.
2. ما هي المواد التي يتم تصنيعها من المستشعر بالموجات فوق الصوتية?
تتكون المستشعرات بالموجات فوق الصوتية من مادة كهروضوئية ، حيث ينبعث جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية الموجات التي تنتقل عبر الهواء وينعكس مرة أخرى عندما يواجهون كائنًا أو شخصًا.
3. ما هما النوعان من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
هناك ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عاكسة رجعية ، ومن خلال الشعاع.
4. كيفية صنع رادار بالموجات فوق الصوتية?
لصنع رادار بالموجات فوق الصوتية ، ستحتاج إلى مستشعر بالموجات فوق الصوتية ، ومحرك Arduino Uno ، ومحرك سيرفو ، وعدد قليل من الأسلاك. قم بتركيب لوحة Arduino على كتلة خشبية وتوصيل المكونات.
5. هل هناك مستشعر أفضل من مستشعر الموجات فوق الصوتية?
تكون أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية بشكل عام من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ، مما يجعلها خيارًا مفضلاً عندما تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك ، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء أكثر فعالية من حيث التكلفة.
6. ما هو أفضل مستشعر للكشف عن المسافة?
تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، المعروفة أيضًا باسم مستشعرات السونار ، لقياس المسافة بسبب قدرتها على نقل الموجات فوق الصوتية عالية التردد.
7. كيف يتم صنع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
تصنع أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام بلورات كهروضوئية وسبائك الألومنيوم. يحول مستشعر الموجات فوق الصوتية الكهروضوئية الطاقة الكهربائية إلى تذبذبات ميكانيكية لإنتاج موجات بالموجات فوق الصوتية.
8. يمكن أن تمر الموجات فوق الصوتية عبر البلاستيك?
لا يمكن أن تمر موجات الموجات فوق الصوتية عبر كائنات صلبة مثل الزجاج أو البلاستيك ، بما في ذلك موجات الصوت بالموجات فوق الصوتية 42 كيلو هرتز.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما الذي يمكن استخدامه بدلاً من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
الرادار هي تقنية مستشعر مهمة لتحديد المسافات. في مجال قياس مستوى التعبئة ، فإنه يثير إعجابه من خلال دقته وحقته.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي المواد المستشعر بالموجات فوق الصوتية
تتكون أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية عمومًا من مادة كهروضوئية ، حيث ينقل جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية الموجة بالموجات فوق الصوتية التي تنتقل عبر الهواء حتى تصل إلى كائن أو شخص ، ثم تنعكس الموجة مرة أخرى وتستلمها المستقبل بالموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هما النوعان من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
ديتمان & يزود Greer العملاء الذين لديهم ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عكس الرجعية والشعبية.أجهزة استشعار القرب من الموجات فوق الصوتية.أجهزة استشعار عاكسة بالموجات فوق الصوتية.مستشعرات بالموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] كيفية صنع رادار بالموجات فوق الصوتية
ولجعل هذا المشروع ، تحتاج إلى مستشعر بالموجات فوق الصوتية و Arduino Uno على حد سواء محرك مؤازرة وعدد قليل من الأسلاك النظرية. أولاً ، خذ كتلة خشبية وعص. ثم عصا
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو مستشعر أفضل من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام موجات صوتية ، لا تتأثر اكتشاف العقبات بالعديد من العوامل. إذا كانت الموثوقية عاملاً مهمًا في اختيار المستشعر الخاص بك ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء. إذا كنت على استعداد للتنازل عن الموثوقية للتكلفة ، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء مثالية لتطبيقك.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو أفضل مستشعر للكشف عن المسافة
أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية
تعد أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، والمعروفة أيضًا باسم مستشعرات السونار ، من بين أجهزة استشعار قياس المسافة الأكثر شيوعًا ، حيث تقيس المسافة إلى الأشياء عن طريق إرسال موجات بالموجات فوق الصوتية عالية التردد.
32 “الارتفاع =” 32 “] كيف يتم صنع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
المواد الرئيسية لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي بلورات كهروضوئية (electrostrictive) وسبائك الألومنيوم الفريسي (المغنطيسي). مستشعر الموجات فوق الصوتية الكهروضوئية هو مستشعر قابل للانعكاس يحول الطاقة الكهربائية إلى تذبذبات ميكانيكية لإنتاج موجات بالموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] يمكن أن تمر الموجات فوق الصوتية عبر البلاستيك
كل من الزجاج والبلاستيك ، بغض النظر عما إذا كانت واضحة أم لا ، هي كائنات صلبة تعوق الصوت. ولا يمكن أن تمر موجة الصوت بالموجات فوق الصوتية 42 كيلو هرتز من خلالها لإكمال دورة تتراوح إلى الهدف وراء هذا الدرع.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي المسافة القصوى التي يمكن لمستشعرها بالموجات فوق الصوتية اكتشاف كائن
أنها لا تقيس أبعد من حوالي 70 قدم (21 متر). أنها لا تقيس بمعدلات تكرار عالية جدا. بسبب سرعة قيود الصوت ، يكون أسرع معدل 200 هرتز على مسافة كحد أقصى يبلغ حوالي 24 بوصة.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو التردد الذي تستخدمه أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
30-500 كيلو هرتز
تعمل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية بترددات في حدود 30-500 كيلو هرتز للتطبيقات المقترنة بالهواء. مع زيادة التردد بالموجات فوق الصوتية ، يزداد معدل التوهين. وبالتالي ، فإن أجهزة استشعار التردد المنخفض (30-80 كيلو هرتز) أكثر فاعلية بالنسبة للمسافة الطويلة ، في حين أن أجهزة استشعار التردد العالية أكثر فاعلية لمدى قصير.
32 “الارتفاع =” 32 “] إلى أي مدى يمكن أن يكتشف مستشعر الموجات فوق الصوتية
أنها لا تقيس أبعد من حوالي 70 قدم (21 متر). أنها لا تقيس بمعدلات تكرار عالية جدا. بسبب سرعة قيود الصوت ، يكون أسرع معدل 200 هرتز على مسافة كحد أقصى يبلغ حوالي 24 بوصة. إنهم لا يعملون بدقة في بيئات البخار التي تغير سرعة الصوت من الهواء.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي 3 عيوب باستخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
تشمل بعض العيوب الشائعة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية مسافة اختبار محدودة وقراءات غير دقيقة وطرق المسح الضوئي غير المرنة. ومع ذلك ، يمكن تخفيف كل هذه العيوب وحتى التغلب عليها مع أدوات وتقنيات NDT الصحيحة.
32 “الارتفاع =” 32 “] إلى أي مدى يمكن أن يعمل المستشعر بالموجات فوق الصوتية
أنها لا تقيس أبعد من حوالي 70 قدم (21 متر). أنها لا تقيس بمعدلات تكرار عالية جدا. بسبب سرعة قيود الصوت ، يكون أسرع معدل 200 هرتز على مسافة كحد أقصى يبلغ حوالي 24 بوصة. إنهم لا يعملون بدقة في بيئات البخار التي تغير سرعة الصوت من الهواء.
32 “الارتفاع =” 32 “] أي مستشعر لديه أعلى مسافة استشعار
يمكن القول إن المستشعر بالموجات فوق الصوتية هو مستشعر قياس المسافة الأكثر شيوعًا ، والمعروف أيضًا باسم مستشعر السونار. يكتشف المسافة إلى الكائنات عن طريق انبعاث موجات الصوت عالية التردد.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو التردد الذي يستخدمه المستشعر بالموجات فوق الصوتية
30-500 كيلو هرتز
تعمل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية بترددات في حدود 30-500 كيلو هرتز للتطبيقات المقترنة بالهواء. مع زيادة التردد بالموجات فوق الصوتية ، يزداد معدل التوهين. وبالتالي ، فإن أجهزة استشعار التردد المنخفض (30-80 كيلو هرتز) أكثر فاعلية بالنسبة للمسافة الطويلة ، في حين أن أجهزة استشعار التردد العالية أكثر فاعلية لمدى قصير.
32 “الارتفاع =” 32 “] كيف يمكنني إنتاج صوت بالموجات فوق الصوتية
يمكن إنتاج الصوت بالموجات فوق الصوتية بواسطة محولات الطاقة التي تعمل إما عن طريق التأثير الكهروضوئي أو التأثير المغنطيسي. يمكن استخدام محولات الطاقة المغناطيسية لإنتاج صوت بالموجات فوق الصوتية عالية الكثافة في نطاق 20-40 كيلو هرتز للتنظيف بالموجات فوق الصوتية والتطبيقات الميكانيكية الأخرى.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي المواد التي يمكن أن تمر بالموجات فوق الصوتية
Plexiglas هو امتصاص جيد من الموجات فوق الصوتية في حين أن الزجاج عاكس جيد. المواد الصلبة جيدة جدًا عند انتقال الموجات فوق الصوتية ، طالما أنها لا تمتلئ بالحشو أو الزيوت. البوليسترين والزجاج و PMMA وغيرها جيدة بشكل خاص.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما الذي يمنع موجات الصوت بالموجات فوق الصوتية
كتل الرغوة.
أظهرت التجارب مع هذه الرغوة (كما هو موضح تحت المجهر) أنه في ترددات معينة ، تهتز الفقاعات والسائل المحيط من التزامن استجابةً لموجة الموجات فوق الصوتية ، مما يثبط تمامًا نقل الصوت.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو نطاق التردد النموذجي لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
30-500 كيلو هرتز
تعمل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية بترددات في حدود 30-500 كيلو هرتز للتطبيقات المقترنة بالهواء. مع زيادة التردد بالموجات فوق الصوتية ، يزداد معدل التوهين. وبالتالي ، فإن أجهزة استشعار التردد المنخفض (30-80 كيلو هرتز) أكثر فاعلية بالنسبة للمسافة الطويلة ، في حين أن أجهزة استشعار التردد العالية أكثر فاعلية لمدى قصير.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي عيوب المستشعرات بالموجات فوق الصوتية
تشمل بعض العيوب الشائعة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية مسافة اختبار محدودة وقراءات غير دقيقة وطرق المسح الضوئي غير المرنة.
32 “الارتفاع =” 32 “] كم من الوقت يمكن أن يكتشف المستشعر بالموجات فوق الصوتية
اكتشاف المدى الطويل: في الاستشعار الصناعي ، يتطلب المزيد والمزيد من التطبيقات اكتشافًا على المسافة. تكتشف أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على نطاقات طويلة تصل إلى أربعين قدمًا ، في حين أن محولات الحد والمستشعرات الاستقرائية لا.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو التردد الذي يحفزه مستشعر الموجات فوق الصوتية
إشارة الموجة الصوتية هي موجة بالموجات فوق الصوتية تسافر بتردد فوق 18 كيلو هرتز. مستشعر الموجات فوق الصوتية HC SR04 الشهير يولد موجات بالموجات فوق الصوتية بتردد 40 كيلو هرتز. عادةً ما يتم استخدام متحكم microcontroller للتواصل مع مستشعر الموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] يمكن أن يكتشف المستشعر بالموجات فوق الصوتية السيارات
يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لتكملة أجهزة استشعار المركبات الأخرى ، بما في ذلك الرادار والكاميرات والودار ، للحصول على صورة كاملة للمحيط المباشر للسيارة.
32 “الارتفاع =” 32 “] هل تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في الظلام
يمكن استخدامها في البيئات المظلمة. على عكس أجهزة استشعار القرب التي تستخدم الضوء أو الكاميرات ، فإن البيئات المظلمة ليس لها أي تأثير على قدرة الكشف عن مستشعر الموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] وهو أفضل مستشعر الأشعة تحت الحمراء أو مستشعر بالموجات فوق الصوتية
تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام موجات صوتية ، لا تتأثر اكتشاف العقبات بالعديد من العوامل. إذا كانت الموثوقية عاملاً مهمًا في اختيار المستشعر الخاص بك ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء. إذا كنت على استعداد للتنازل عن الموثوقية للتكلفة ، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء مثالية لتطبيقك.
