Ultraääniperäytymisanturit

Ultraääniperäytymisanturit, tunnetaan myös ultraääniantureina tai kaikuluotaimina, ovat laitteita, jotka käyttävät ultraääniaaltoja etäisyyden mittaamiseen, esineiden havaitsemiseen ja materiaalien ominaisuuksien tutkimiseen. Nämä anturit toimivat lähettämällä lyhyitä ultraäänipulsseja ja mittaamalla sitten ajan, joka kuluu pulssin heijastumiseen takaisin kohteesta. Tämä heijastunut signaali tunnetaan kaiuna.

Perusperiaate on yksinkertainen. Anturi sisältää yleensä kaksi pääkomponenttia: lähettimen ja vastaanottimen. Lähetin tuottaa korkeataajuisia ääniaaltoja, jotka ovat ihmisen kuulon ulottumattomissa. Nämä aallot etenevät ilmassa tai muussa väliaineessa, kunnes ne osuvat kohteeseen. Kohde heijastaa osan ultraääniaalloista takaisin kohti anturia. Vastaanotin havaitsee tämän heijastuneen kaiun.

Laskemalla ajan, joka kuluu ultraäänipulssin lähettämisestä kaiun havaitsemiseen, ja tuntemalla äänen nopeuden kyseisessä väliaineessa, anturi voi määrittää etäisyyden kohteeseen. Kaava etäisyyden laskemiseksi on etäisyys = (äänen nopeus * aika) / 2, missä kertoimella kaksi jaetaan, koska ultraäänen on kuljettava matka kohteeseen ja takaisin.

Ultraääniperäytymisantureita käytetään monilla eri aloilla. Teollisuudessa niitä käytetään esimerkiksi etäisyyden mittaamiseen, nestetasojen seurantaan, esineiden paikantamiseen liukuhihnoilla ja robotiikassa esteiden välttämiseen. Autoteollisuudessa niitä hyödynnetään peruutustutkissa. Lääketieteessä ultraäänikuvantaminen, joka perustuu samaan periaatteeseen, on yleinen diagnostiikkatyökalu. Myös eläinten, kuten lepakoiden ja delfiinien, navigointi ja saalistus perustuu luonnostaan ultraäänien käyttöön.