Bachiller

Treball sobre els ultrassons i la robotica

Els ultrasons
L’ultrasò és una ona de pressió Sonora cíclica a una freqüència superior al límit de la oïda humana. L’ultrasò no té cap diferencia física amb els sons normals (els audibles), només el fet de que els humans no els podem sentir. Tot i que aquest límit varia entre persones, normalment està situat al voltant dels 20kHz (quiloherços). Elsaparells ultrasònics operen en freqüències d’entre poc més de 2kHz fins a alguns gigaherços.

Sensors d'ultrasons

Els sensors d'ultrasons, també coneguts com a transceptors si poden enviar i rebre a la vegada, treballen amb un principi similar a un radar o sonar, que avalua els atributs d'un objecte interpretant els ecos d'ones sonores d'alta freqüència, generades pel mateix sensor.
Elssensors calculen l'interval de temps entre enviar el senyal i rebre l'eco per determinar la distància de l'objecte.
Un dels avantatges dels sensors d’ultrasons és que no requereixen contacte amb l’objectiu. Per a molts processos en industries mèdiques farmacèutiques i fins i tot militars es un gran avantatge comparat amb molts altres tipus de sensors que podrien contaminar líquids o es podrienobstruir amb el producte.

Aquesta tecnologia es pot utilitzar per a mesurar la velocitat i la direcció del vent, la quantitat de líquid en un dipòsit, la velocitat a través de qualsevol fluid, etc. Per a mesurar la velocitat o la direcció s’utilitzen diversos detectors que calculen la velocitat de partícules a l’aire o a l’aigua a distancies relatives. Per a mesurar la quantitat de líquid en undipòsit el sensor mesura la distancia a la superfície del fluid. Algunes de les aplicació derivades són humidificadors, sonars, ultrasonografía mèdica, alarmes, anemòmetres…

Es pot utilitzar un sistema d’ona continua o enviar petits polsos sonors. El principi de la tecnologia basada en polsos sonors consisteix en llançar petites descarregues d’ultrasons i esperar un senyal de retorn després decada una entre una petita finestra de temps que correspon al temps que tarda la ona sonora en xocar amb l’objectiu i retornar.
Els sensors d’ultrasons també es fan servir per a testegis no destructius de materials: s’utilitzen, per exemple, per a trobar defectes en materials i mesurar-ne el gruix. Depenent de la densitat del material s’haurà d’utilitzar una freqüència més o menys elevada.També en el camp del testeig no destructiu es poden utilitzar per a comprovar soldadures, substituint així les radiografies, suposant beneficis tant en seguretat com en costos. Els ultrasons proveeixen informació sobre la profunditat i els possibles defectes i a més el lloc on estan situats. No totes les soldadures es poden inspeccionar amb ultrasons ja que alguns produeixen molt soroll de fons i fanfallar les mesures.

Un altre dels usos més comuns dels sensors d’ultrasons i, el que guia el robot a través d’una habitació, és el de trobar distàncies, també conegut com a SONAR (en anglès SOund Navigation And Ranging). Es generen ultrasons cap a una direcció en particular i si hi ha un objecte en el camí, part del so es reflectirà com a eco, que serà detectat per el receptor. Mesurant ladiferència de temps entre la transmissió i la recepció del pols es pot determinar la distància. En el cas de trobar distàncies a sota l’aigua (per a submarins per exemple) es poden fer servir freqüències audibles.
La identificació ultrasònica es un sistema de posicionament en temps real, aquesta tecnologia s’utilitza per a identificar objectes automàticament en temps real utilitzant nodesacoblats a l’objecte, que transmet una senyal ultrasònica que pot ser detectada per un o més receptors.
En el camp de la medicina es poden utilitzar aquests sensors per a produir imatges: amb freqüències superiors a 3GHz es podrien obtenir imatges amb resolucions comparables a la imatge òptica però, normalment s’utilitzen freqüències molt més baixes, de les que s’obté una resolució més baixa, per a...