Ultraäänietäisyysantureita

Ultraäänietäisyysantureita käytetään mittaamaan etäisyyttä kohteeseen hyödyntämällä ääntä. Anturi lähettää ultraäänipulssin ja mittaa ajan, joka kuluu pulssin heijastumiseen takaisin kohteesta. Tämä aika muunnetaan sitten etäisyydeksi tunnetulla äänen nopeudella. Ultraäänietäisyysantureita on monenlaisia, ja ne eroavat toisistaan esimerkiksi taajuuden, kantaman ja tarkkuuden perusteella. Ne ovat yleisiä teollisuudessa, robotiikassa, autoteollisuudessa ja jopa kulutuselektroniikassa.

Toimintaperiaate perustuu aika-lento (time-of-flight) -menetelmään. Anturi lähettää lyhyen ultraäänipulssin, joka etenee ilmassa tai muussa väliaineessa kohti kohdetta. Kun pulssi osuu kohteeseen, se heijastuu takaisin anturiin. Anturi havaitsee heijastuneen pulssin ja mittaa lähetetyn ja vastaanotetun pulssin välisen ajan. Koska ultraäänen nopeus väliaineessa on suhteellisen vakio, voidaan etäisyys laskea kaavalla: etäisyys = (äänen nopeus * aika) / 2. Jakaja kaksi johtuu siitä, että ääni kulkee matkan kohteeseen ja takaisin.

Ultraäänietäisyysantureiden etuja ovat niiden suhteellisen edullinen hinta, kyky toimia monenlaisissa valaistusolosuhteissa ja läpinäkymättömien materiaalien havaitseminen. Niillä on kuitenkin myös rajoituksia. Tarkkuus voi heikentyä, jos kohde on hyvin pehmeä tai imee ääntä, tai jos kohde on hyvin pieni tai sen muoto on epätavallinen. Myös ilmavirrat tai lämpötilanvaihtelut voivat vaikuttaa mittaustuloksiin. Silti ne tarjoavat luotettavan ja kustannustehokkaan ratkaisun moniin etäisyydenmittaustarpeisiin.