O que é um sensor ultrassônico

Um sensor ultrassônico é um dispositivo que utiliza alta frequência de som para medir a distância entre itens determinados. Estes sensores são também conhecidos como transceptores, e são capazes de operar semelhante ao sonar. Enquanto o sonar é principalmente utilizado debaixo da água, os transceptores de ultrassom podem ser utilizados no ambiente terrestre, tendo o ar como meio de transmissão. Os sensores de ondas ultrassônicas são comuns em aplicações industriais e médicas, além de outras aplicações.

Este tipo de sensor consiste tipicamente de uma unidade de transceptor único, que é capaz de emitir e detectar o som. Este dispositivo cria um pulso sonoro que está além da faixa de audição do ouvido humano. A maioria dos objetos sólidos é capaz de refletir ondas sonoras. O transceptor utiliza um temporizador para determinar com precisão quanto tempo um pulso ultrassônico leva para “saltar” em um objeto, e retornar à unidade.

Um tipo de sensor de grande utilidade em automação, seja no sensoriamento de obstáculos para robô, de objetos em linhas de montagem (unidades fabris automobilísticas), basicamente é o sensor ultrassônico. Ele não precisa de contato físico com o objeto ou ainda de propriedades especiais desse produto, já que ele não só detecta sua presença, bem como ainda tem recursos para determinar qual é à distância em que ele se encontra. Além do mais, o princípio de funcionamento dos mesmos está baseado na emissão de uma onda sonora de alta frequência, e na medição do tempo levado para a recepção do eco produzido quando esta onda se choca com um objeto que seja capaz de refletir o som. Eles emitem pulsos ultrassônicos ciclicamente. Na verdade, quando um objeto reflete estes pulsos, o resultado será um eco recebido e convertido em um sinal elétrico.Uma onda de som geralmente percorre a uma velocidade conhecida. Em condições de temperatura do ar ideais, esta velocidade é de cerca de 1126 pés (343 metros) por segundo. Quando, tanto a velocidade como o tempo de pulsos de ultrassom são conhecidos, a distância de um objeto que reflete esta grandeza pode ser estimada utilizando cálculos matemáticos básicos. Se um sensor ultrassônico emite um pulso e recebe o sinal refletido um décimo de segundo mais tarde, por exemplo, o objeto está a cerca de 112 pés de distância, equivalente a 34 metros.

Um sensor de ultrassom nem sempre é preciso, no entanto, vários fatores podem degradar a capacidade de um sensor para medir a distância com precisão. A velocidade do som não é constante, mas pode variar dependendo da temperatura e da umidade do ar. Isto significa que as condições muito quentes ou muito frias pode fazer um sensor ultrassônico ineficaz.

Os objetos refletem as ondas sonoras de diferentes maneiras. Alguns materiais, tais como metal, refletem o som de forma muito satisfatória. Os materiais macios incluindo tecidos de pelúcia, muitas vezes absorvem as ondas sonoras. A precisão deste tipo de sensor pode ser influenciada pelo tipo de objeto a ser detectado.

Os sensores de ultrassom possuem muitas aplicações. Diversas máquinas industriais frequentemente utilizam estes modelos de sensores para detectar a presença de um objeto em uma fábrica automatizada. A máquina projetada para aplicar rótulos de garrafas, por exemplo, podem utilizar métodos de ultrassom para determinar quando um produto está no lugar e pronto para ser carimbado. As instalações de segurança também são capazes de utilizar sensores ultrassônicos para detectar a presença de uma pessoa não autorizada no ambiente. Estes sensores podem ser utilizados para criar uma “cerca virtual” em torno de uma zona de segurança.

As instalações médicas costumam utilizar sensores ultrassônicos em diversos processos. Os sensores utilizados são mais precisos do que a maioria dos dispositivos industriais, porém, operam utilizando o mesmo princípio. A imagem ultrassônica utiliza pulsos de alta frequência para detectar objetos sólidos e espaços abertos. Um transceptor ligado a um computador é capaz de criar uma imagem que mostra estas áreas de formas diferentes, e podem ser utilizadas por profissionais médicos para visualizar áreas dentro do corpo humano.