Cảm Biến Siêu Âm Là Gì? Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng

Cảm biến siêu âm là gì?
Cảm biến siêu âm là thiết bị cảm biến điện tử, được dùng để đo khoảng cách của một đối tượng mục tiêu bằng cách phát ra sóng siêu âm, sau đó âm thanh phản xạ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu sẽ được xử lý và thông báo ở đầu ra. Bộ phát của cảm biến có khả năng tạo ra âm thanh nhờ sử dụng tinh thể áp điện. Còn bộ thu có vai trò tiếp nhận âm thanh đến và đi từ các vị trí.

Cấu tạo của cảm biến siêu âm? 
Thiết bị cảm biến siêu âm được cấu tạo bởi một bộ phận chính là đầu dò phát ra tín hiệu. Đầu dò của cảm biến hoạt động tương tự như một microphone để nhận và phát siêu âm.

Các thiết bị đầu dò cảm biến sóng siêu âm này đều có cấu tạo chung bao gồm
Bộ phát: Bộ phận được cấu tạo từ gốm, với đường kính cỡ 15mm, hoạt động dựa trên chuyển động bằng máy rung để tạo ra các sóng siêu âm truyền trong không khí.

• Bộ thu: Với nhiệm vụ hình thành các rung động cơ học tương thích với sóng siêu âm và chuyển đổi thành năng lượng điện ở đầu ra của bộ thu.
• Bộ điều khiển: Bộ phận sử dụng mạch điện tích hợp để điều khiển sự truyền sóng siêu âm của bộ phát, từ đó đánh giá được khả năng nhận tín hiệu và kích thước của bộ thu.
• Nguồn điện: Nguồn 1 chiều cung cấp năng lượng cho thiết bị cảm biến thông qua mạch ổn áp.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm là gì? 
Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên quá trình phát và thu nhận tín hiệu; hệ thống cảm biến sẽ liên tục phát ra các sóng âm có tần số cao hơn mức mà con người có thể nghe và có tốc độ lan truyền nhanh, mạnh. Khi các sóng âm này gặp phải bề mặt vật cản như chất rắn hay chất lỏng thì sẽ tạo ra các bước sóng phản xạ lại. Thiết bị cảm biến sẽ tiếp nhận sóng phản xạ, phân tích và xác định chính xác khoảng cách từ cảm biến đến vật cản.

Các chỉ số cần biết của cảm biến siêu âm
Với nguyên lý hoạt động là tạo ra tần số sóng siêu âm, có nhiều vật liệu cấu thành đầu dò cảm biến & kích thước cũng đa dạng cho nên khả năng hoạt động của mỗi đầu dò sẽ có sự khác nhau. Các chỉ số quan trọng của đầu dò cảm biến siêu âm mà người dùng nên quan tâm bao gồm :

Tần số hoạt động của cảm biến siêu âm
Tần số mà cảm biến siêu âm tạo ra là tần số cộng hưởng của đầu dò cảm biến. Độ nhạy và khả năng hoạt động chính xác của cảm biến phụ thuộc rất nhiều vào tần số phát ra của cảm biến, khi tần số càng lớn thì tốc độ phản hồi càng nhanh.