Siêu âm
Th.s Trần Văn Trinh Siêu âm là gì? Siêu âm là gì? Siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn Siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn tần số âm nghe thấy (trên hơn tần số âm nghe thấy (trên 20kHz). Thính giác của con người rất 20kHz). Thính giác của con người rất nhạy cảm với dải tần số từ âm trầm nhạy cảm với dải tần số từ âm trầm (vài chục Hz) đến các âm thanh rất (vài chục Hz) đến các âm thanh rất cao (gần 20kHz). Một số loài vật như cao (gần 20kHz). Một số loài vật như dơi, ong có thể cảm nhận được siêu dơi, ong có thể cảm nhận được siêu âm. âm. Giới thiệu về cảm biến tiệm cận Giới thiệu về cảm biến tiệm cận siêu âm siêu âm Cảm biến siêu âm là thiết bị dùng để xác định vị Cảm biến siêu âm là thiết bị dùng để xác định vị trí của các vật thông qua phát sóng siêu âm. trí của các vật thông qua phát sóng siêu âm. Cảm biến tiệm cận siêu âm có thể phát hiện ra Cảm biến tiệm cận siêu âm có thể phát hiện ra hầu hết các đối tượng là kim loại hoặc không phải hầu hết các đối tượng là kim loại hoặc không phải kim loại,chất lỏng hoặc chất rắn,vật trong hoặc kim loại,chất lỏng hoặc chất rắn,vật trong hoặc mờ đục (những vật có hệ số phản xạ sóng âm mờ đục (những vật có hệ số phản xạ sóng âm thanh đủ lớn) thanh đủ lớn) Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm . . Ứng dụng của cảm biến tiệm Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm cận siêu âm • Từ lâu, siêu âm đã được ứng dụng trong thực Từ lâu, siêu âm đã được ứng dụng trong thực tế như: tế như: - Rada siêu âm (Sona) dùng để phát hiện các - Rada siêu âm (Sona) dùng để phát hiện các mục tiêu dưới nước như thăm đò đáy biển, mục tiêu dưới nước như thăm đò đáy biển, phát hiện tàu ngầm, đàn cá phát hiện tàu ngầm, đàn cá . . Ưu điểm của siêu Ưu điểm của siêu âm là ít bị suy giảm trong môi trường nước. âm là ít bị suy giảm trong môi trường nước. - Phát hiện phóng điện cục bộ trong máy biến - Phát hiện phóng điện cục bộ trong máy biến áp (MBA). Khi có phóng điện cục bộ trong MBA áp (MBA). Khi có phóng điện cục bộ trong MBA sẽ phát sinh sóng siêu âm lan truyền trong sẽ phát sinh sóng siêu âm lan truyền trong dầu. Nhờ bộ cảm biến siêu âm gắn trên thùng dầu. Nhờ bộ cảm biến siêu âm gắn trên thùng dầu có thể phân tích sóng tới và sóng phản xạ dầu có thể phân tích sóng tới và sóng phản xạ của nguồn phóng điện và định vị chính xác vị của nguồn phóng điện và định vị chính xác vị trí dây quấn MBA có phóng điện cục bộ. trí dây quấn MBA có phóng điện cục bộ. Ứng dụng của cảm biến tiệm cận Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm siêu âm - - Trong ngành y tế, rada siêu âm giúp các bác sĩ có thể Trong ngành y tế, rada siêu âm giúp các bác sĩ có thể nhìn r nhìn r õ õ cấu trúc nội tại của cơ thể, chẩn đoán chính xác cấu trúc nội tại của cơ thể, chẩn đoán chính xác khối u, thai nhi- Siêu âm c khối u, thai nhi- Siêu âm c òn òn được ứng dụng rộng rãi được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật gia công kim loại. Sóng siêu âm là s trong kỹ thuật gia công kim loại. Sóng siêu âm là s óng óng cơ đàn hồi mang năng lượng, có thể làm sạch bề mặt cơ đàn hồi mang năng lượng, có thể làm sạch bề mặt các chi tiết trước khi gia công như mạ, hàn- Trong kĩ các chi tiết trước khi gia công như mạ, hàn- Trong kĩ thuật đo và kiểm tra công nghiệp, việc đo và phân tích thuật đo và kiểm tra công nghiệp, việc đo và phân tích tiếng dội khi chùm siêu âm được chiếu lên bề mặt kiểm tiếng dội khi chùm siêu âm được chiếu lên bề mặt kiểm tra có thể giúp ta phát hiện được trạng thái bề mặt và tra có thể giúp ta phát hiện được trạng thái bề mặt và các khuyết tật bên trong cấu trúc các khuyết tật bên trong cấu trúc - Ngoài ra cảm biến siêu âm dùng để điều khiển mực chất - Ngoài ra cảm biến siêu âm dùng để điều khiển mực chất lỏng,đo khoảng cách độ cao hay vị trí của phiến gổ trên lỏng,đo khoảng cách độ cao hay vị trí của phiến gổ trên dây chuyền,dùng để phát hiện ra người,phát hiện dây bị dây chuyền,dùng để phát hiện ra người,phát hiện dây bị đứt,phát hiện xe,phát hiện chiều cao….và nhiều ứng dụng đứt,phát hiện xe,phát hiện chiều cao….và nhiều ứng dụng quan trọng khác trong cuộc sống quan trọng khác trong cuộc sống Đo lường mức độ chất lỏng Ứng dụng của cảm biến tiệm cận Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm siêu âm [...]...Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm Siêu âm Nguyên lý sóng siêu âm Bố trí cảm biến Bố trí cảm biến Bố trí cảm biến Bố trí cảm biến Bố trí cảm biến Cấu tạo của cảm biến tiệm cận siêu âm Cảm biến siêu âm gồm có 4 phần chính 1/Bộ phận phát và nhận sóng siêu âm 2/bộ phận so sánh 3/mạch phát hiện 4/mạch ngõ ra Cấu tạo của cảm biến tiệm cận siêu âm Khi cảm biến nhận được sóng phản hồi,bộ... Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm MẠCH CẢM BIẾN SIÊU ÂM MẠCH CẢM BIẾN SIÊU ÂM Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm Vùng hoạt động:là khu vực giữa 2 giới hạn khoảng cách lớn nhất và khoảng cách nhỏ nhất Cảm biến siêu âm có một vùng nhỏ không thể sử dụng gần cảm... cách cần đo, v là vận tốc sóng siêu âm trong môi trường truyền sóng, t là thời gian từ lúc sóng được phát đi đến lúc sóng được ghi nhận lại Nguyên lý TOF Khi sóng siêu âm phát ra và thu về, cảm biến siêu âm, một cách gián tiếp cho ta biết vị trí các chướng ngại vật theo hướng quét của cảm biến Khi đó, dường như trên quãng đường đi từ cảm biến đến chướng ngại vật, sóng siêu âm không gặp bất cứ vật cản... tốc âm thanh Tín hiệu ngõ ra có thể là digital hoặc analog Tín hiệu từ cảm biến digital báo có hay không sự xuất hiện của đối tượng trong vùng cảm nhận của cảm biến.tín hiệu từ cảm biến analog chứa đựng thông tin khoảng cách của đối tượng đến cảm biến Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận siêu âm Kĩ thuật cảm thuật cảm biến siêu âm dựa trên đặc điểm vận tốc âm thanh là hằng số.thời gian sóng âm. .. biến siêu âm SRF235 – Cảm biến “đầu bút chì” SRF235 - Giao diện Điện áp - 5V Dòng - 25mA Dải tần - 235KHz Vùng làm việc - 10cm -1.2m Đường kính tia siêu âm - 15° Đầu nối - Bus tiêu chuẩn I2C Định thời - Tín hiệu liên tục trong toàn thời gian làm việc, quản lí các chức năng tự do Đơn vị - Kích thước - uS, mm, inches 34mm x 20mm x 19mm SRF235 Hình ảnh và thông số kỹ thuật của vài cảm biến siêu âm SRF08... biến siêu âm có thể điều chỉnh khoảng cách phát hiện Một số dạng cảm biến ngõ ra analog cho phép điều chỉnh khoảng cách phát hiện,sau một khoảng xác định.khoảng cách phát hiện có thể điều chỉnh bởi người sử dụng Ngoài ra để cảm biến siêu âm không phát hiện đối tượng dù chúng di chuyển vào vùng hoạt động của cảm biến,người ta có thể tạo một lớp vỏ bằng chất liệu có khả năng không phản xạ lại sóng âm thanh... Sóng siêu âm được truyền đi trong không khí với vận tốc khoảng 343m/s Nếu một cảm biến phát ra sóng siêu âm và thu về các sóng phản xạ đồng thời, đo được khoảng thời gian từ lúc phát đi tới lúc thu về, thì máy tính có thể xác định được quãng đường mà sóng đã di chuyển trong không gian Quãng đường di chuyển của sóng sẽ bằng 2 lần khoảng cách từ cảm biến tới chướng ngoại vật, theo hướng phát của sóng siêu. .. thông số cảm biến ghi nhận được, có một chướng ngại vật Và vì thế, cảm biến siêu âm có thể được mô hình hóa thành một hình quạt, trong đó các điểm ở giữa dường như không có chướng ngại vật, còn các điểm trên biên thì dường như có chướng ngại vật nằm ở đâu đó Nguyên lý TOF Hình ảnh và thông số kỹ thuật của vài cảm biến siêu âm SRF05 Điện áp Dòng thấpTần số- - 5v 4mA 40khz - 1 chân cho trig/echo hoặc... va đập - Mức tín hiệu TTL dương, bề rộng đối xứng Kích thước- - 43mm x 20mm x 17mm Phạm vi hoạt động LoạiĐầu vào kích khởi- 1cm-4cm SRF05 Hình ảnh và thông số kỹ thuật của vài cảm biến siêu âm SRF10 – Cảm biến siêu âm kích thước bé SRF10 - Giao diện Điện áp- - 5V Dòng- - 15mA Dải tần- - 40KHz Phạm vi làm việc- - 6cm -6m Tín hiệu tương tự - Biến thiên 40- 700 trong 16 bước Đầu nối - Bus tiêu chuẩn I2C... sóng âm thanh đi từ cảm biến đến đối tượng và quay trở lại liên hệ trực tiếp đến độ dài quảng đường.vì vậy cảm biến siêu âm thường được dùng trong các ứng dụng đo khoảng cách Tần số hoạt động:nhìn chung là cảm biến công nghiệp hoạt động với tần số là từ 25khz đến 500khz.các cảm biến siêu âm trong y khoa thì hoạt động với tần số 5mhz trở lên.tần số của cảm biến tỉ lệ nghịch với khoảng cách phát hiện của . ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm Một số hình ảnh về cảm biến Một số hình ảnh về cảm biến siêu âm siêu âm . . Ứng dụng. cận siêu âm cận siêu âm • Từ lâu, siêu âm đã được ứng dụng trong thực Từ lâu, siêu âm đã được ứng dụng trong thực tế như: tế như: - Rada siêu âm (Sona) dùng để phát hiện các - Rada siêu âm. Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm siêu âm Ứng dụng của cảm biến tiệm cận Ứng dụng của cảm biến tiệm cận siêu âm siêu âm Siêu âm Nguyên lý sóng siêu âm Bố trí cảm biến Bố trí cảm biến Bố