ultraäänitunnistimiin

Ultraäänitunnistimet, tunnetaan myös nimellä kaikuluotaimet tai kaikupohjaiset sensorit, ovat laitteita, jotka käyttävät ultraääntä etäisyyden mittaamiseen, kohteen havaitsemiseen tai navigointiin. Ne toimivat lähettämällä lyhyen pulssin korkeataajuista ääniaaltoa ja mittaamalla sitten ajan, joka kuluu tämän äänen heijastumiseen takaisin kohteesta. Tätä takaisin heijastunutta ääntä kutsutaan kaiuksi.

Perusperiaate on yksinkertainen. Kun ultraääni-pulssi lähetetään, tunnistin alkaa mitata aikaa. Kun kaiku saapuu takaisin, tunnistin pysäyttää ajanoton. Koska ultraäänen nopeus ilmassa tai muussa väliaineessa on tunnettu, voidaan etäisyys kohteeseen laskea kaavalla etäisyys = nopeus * aika / 2. Kerroin kaksi johtuu siitä, että ääni kulkee matkan kohteeseen ja takaisin.

Ultraäänitunnistimia käytetään monissa sovelluksissa. Ne ovat yleisiä robotiikassa ja automaatiossa esteiden havaitsemiseen ja navigointiin. Autoteollisuudessa niitä käytetään pysäköintiavustimina. Teollisuudessa niitä voidaan hyödyntää säiliöiden neste- tai täyteystason mittaamiseen. Myös lääketieteellisessä kuvantamisessa käytettävät ultraäänilaitteet perustuvat samaan periaatteeseen, vaikka niiden monimutkaisuus ja tarkkuus ovat huomattavasti korkeammalla tasolla.

Ultraäänitunnistimien etuja ovat niiden suhteellisen alhaiset kustannukset, kyky havaita läpinäkyviä tai pehmeitä kohteita, jotka voivat olla haastavia muille anturityypeille, sekä niiden toiminta ilman suoraa fyysistä kontaktia. Niillä on kuitenkin rajoituksia, kuten herkkyys äänihäiriöille, väliaineen epäpuhtauksien vaikutus ääniaallon etenemiseen ja kyvyttömyys havaita erittäin teräviä tai vaimentavia pintoja tehokkaasti.