Ultraäänietäisyysmittauksen

Ultraäänietäisyysmittaus, tunnetaan myös kaikuluotauksena, on menetelmä etäisyyden mittaamiseksi käyttämällä ääniaaltoja. Se perustuu ultraäänipulssin lähettämiseen ja sen heijastuneen kaiun vastaanottamiseen. Äänipulssin lähettämisestä kuluneen ajan mittaamisella ja tunnetulla äänen nopeudella voidaan laskea etäisyys mittauskohteeseen.

Menetelmässä lähetin lähettää lyhyitä ultraäänipulsseja, jotka ovat ihmiskorvalle kuulumattomalla taajuudella. Nämä pulssit etenevät ilmassa tai muussa väliaineessa ja heijastuvat takaisin kohteesta. Vastaanotin havaitsee heijastuneen kaiun. Lähettimen ja vastaanottimen välinen aika, jonka pulssi tarvitsee matkatakseen kohteeseen ja takaisin, mitataan tarkasti. Koska äänen nopeus väliaineessa on tunnettu (esimerkiksi ilmassa noin 343 metriä sekunnissa standardiolosuhteissa), etäisyys kohteeseen voidaan laskea kaavalla etäisyys = (äänen nopeus * aika) / 2. Kerroin kaksi johtuu siitä, että ääni kulkee matkan kohteeseen ja takaisin.

Ultraäänietäisyysmittausta käytetään monissa sovelluksissa. Autojen pysäköintitutkat hyödyntävät sitä havaitakseen esteitä. Robotiikassa sitä käytetään navigointiin ja ympäristön kartoittamiseen. Teollisuudessa sitä käytetään säiliöiden nestepinnan korkeuden mittaamiseen ja rakenteiden eheyden tarkastamiseen. Myös eläinlääketieteessä ja lääketieteellisessä kuvantamisessa (kaikukuvaus) käytetään vastaavia periaatteita, vaikka niiden sovellukset ja tarkkuusvaatimukset ovatkin erilaisia. Etäisyysmittauksessa käytettävät ultraäänitaajuudet ovat yleensä 20 kHz:stä useisiin megahertseihin.