Princip funkce

Ultrazvukové senzory umožňují bezkontaktní detekci předmětů a měření vzdálenosti objektů od senzoru. Při měření vysílají vysokofrekvenční zvukové impulzy. Impulzy se šíří vzduchem ve tvaru kužele, a když narazí na povrch, odrazí se. Senzory pracují na principu technologie měření doby průletu. Tento princip umožňuje detekovat přítomnost objektů a měřit jejich vzdálenost od senzoru. 

Zvukové vlny o frekvenci vyšší než přibližně 16 kHz, které jsou pro lidské ucho neslyšitelné a neškodné, se nazývají ultrazvukové. Mohou se šířit různými materiály: pevnými předměty (kontrola materiálu), lidskými nebo zvířecími tkáněmi (lékařská sonografie), kapalinami (lodní echolokátory), nebo vzduchem. Podle typu senzoru je toto šíření možné na vzdálenost pouze několika centimetrů až do vzdálenosti několika desítek centimetrů. Šíření zvukových vln ve vakuu však není možné. Protože způsob chování vln a rychlost zvuku se liší podle materiálu, ve kterém se šíří, musí být senzory speciálně přizpůsobeny konkrétnímu materiálu. 

Aby bylo možné generovat ultrazvukové vlny, je zapotřebí piezoelektrický měnič, takzvaná piezokeramika. Když vlny narazí na předmět, odrazí se (ozvěna) a piezokeramika je znovu přemění na elektrický signál. Senzor změří čas uplynulý mezi vysláním ultrazvukového impulzu a přijetím ozvěny a na základě rychlosti zvuku vypočítá vzdálenost předmětu. Proto se tento postup nazývá metoda doby přechodu ozvěny. Ultrazvukové měniče pracují s různými frekvencemi v rozsahu 40 až 850 kHz.