İnsanın duyabileceği üst sınır olan 20,000 hertz (Hz) üzerindeki frekanslara sahip ses dalgalarını kullanan cihazlar olan ultrasonik sensörler, yaydıkları ses dalgasının bir cisme çarpması ve geri dönmesi arasındaki süreyi ölçerek bize mesafe veya varlık algılama konusunda bilgi verirler.
Ultrasonik bir sensörün temel işleyişi şu adımları içerir:
Verici: Sensörün, ultrasonik dalgaları gönderen bir vericisi vardır. Bu dalgalar genellikle 20 kHz’nin üzerindeki ultrasonik frekans aralığında bulunur.
Yayılma: Gönderilen dalgalar, bir nesne ile karşılaşana kadar havada seyahat eder.
Yansıma: Ultrasonik dalgalar, bir nesneye çarptığında geri yansır.
Alıcı: Sensörün, yansıyan dalgaları yakalayan bir alıcısı vardır.
İşleme: Sensör, dalgaların nesneye gitmesi ve geri dönmesi için geçen süreyi ölçer. Sesin havada yayılma hızına göre (ortam sıcaklığında yaklaşık 343 metre/saniye), nesnenin uzaklığı hesaplanabilir.
Ultrasonik sensörlerin çeşitli uygulama alanları:
Uzaklık ölçümü: Sensörler ve bir nesne arasındaki uzaklığı ölçmek için yaygın olarak kullanılırlar. Bu uygulama genellikle robotik ve otomasyon sistemlerinde kullanılır.
Nesne algılama ve kaçınma: Ultrasonik sensörler, nesnelerin varlığının algılanması gereken sistemlerde ve bu bilgiye dayalı olarak hareketlerin yapılması gereken yerlerde kullanılır. Örneğin, otomotiv park yardım sistemlerinde kullanılırlar.
Seviye ölçümü: Ultrasonik sensörler, tanklardaki sıvı seviyesini ölçmek için kullanılır. Yollanan ultrasonik darbeler sıvı yüzeyine doğru gönderilir ve dalgaların geri dönmesi için geçen süreye dayanarak seviye hesaplanır.
Çarpışma önleme: Belirli uygulamalarda, ultrasonik sensörler nesneler arasındaki veya nesnelerle insanlar arasındaki çarpışmaları önlemek için kullanılır.
Ultrasonik sensörler; temas gerektirmeyen çalışma, çeşitli ortamlarda kullanılabilme ve güvenilirlik gibi avantajları nedeniyle değerlidir. Ancak performansları sıcaklık, nem ve etkileşimde bulundukları yüzeylerin özellikleri gibi faktörlerden etkilenebilir.
