• 空中超音波の発生方法

    • 空中超音波センサは、超音波を空中に放射して、物体からの反射波を受信して、物体の有無や物体までの距離を計測するもので、透明な物体でも超音波なら反射するため、光では検知することができないものにも、応用することが可能です。
      超音波とは、16kHz〜1GHzの音響周波数のことで、人間の耳には聞こえない音とされ、聞くことを目的としない音という定義があります。



      超音波の特性として、媒体により伝わり、気体や液体、固体などの媒体中を伝搬していきますが、真空中では伝わりません。


      また、光が透明な媒体を伝わるのに対して、超音波は、媒体によって、伝わりやすさがちがい、気体よりも固体の方が伝搬効率が高くなります。



      また、周波数が高いほど減衰率が高くなるため、可聴音よりも短い距離しか届かず、均質な媒体中では直進しますが、音速が異なる物体との境界面では反射します。



      空中超音波センサは、その名前の通り超音波を利用して距離を測定するセンサのことで、センサヘッドから発信された超音波が、対象物から反射してくる超音波を、再度センサヘッドで受信し、時間を計測することで、対象物までの距離を測定していくものです。


      光学式センサには、投光部と受光部の2つがありますが、超音波センサの場合は、1つの素子が発信と受信の両方をおこなっているので、センサを小型化することが可能となります。

      空中超音波センサの特徴は、ガラスや液面などの透明体のものでも、反射して返ってくるので、検出が可能で、多少のほこりや汚れなら、影響を受けずに検出することができる。
      メッシュ状のトレーの有無なども安定して検出することが可能という特徴があります。
      距離を測定できるセンサには、超音波センサと光学式センサがあります。



      ただ、光学式センサは、材質や色の影響を受けたり、測定範囲が小さいというデメリットがありますが、超音波センサは、材質や色の影響を受けず、測定範囲も大きいという特徴があります。



      このような超音波センサは、魚群探知機や潜水艦のアクティブソナー、車のバックソナーなどに使用されていますが、もっと身近なところでは、蛇口に手をかざすと自動的に水がでる、トイレに入ると照明がつくといったものも、超音波が利用されています。

      http://girlschannel.net/topics/841075/

      超音波は、人体には無害で環境に優しいため、広く応用が可能で、動き感知センサによって、入浴者の無事の監視など、介護の分野でも利用されています。
      空中超音波センサの原理は、超音波センサから発信された超音波が、障害物に反射して、センサに戻って受信され、その超音波の空気中を伝わる早さと、送受の時間の半分との積から、障害物までの距離を求めることができます。

      https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9019322.html

      超音波センサには、指の汚れや湿気に弱いと言う弱点がないため、今後スマートフォンの指紋センサにも使用されるといわれています。


      従来の光学式や静電容量式、感圧式などのタイプの弱点をカバーし、さらに、指紋の表面だけではなく表皮の下にある真皮層の指紋パターンや血管パターンまで読みとることができます。

      http://www.excite.co.jp/News/world_g/20170105/Tbs_news_78044.html

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