Ультразвук. звук частотою більше 16 кГц, людина не сприймає, проте, швидкість його поширення в повітряному середовищі відома, і становить 344 м / с. Маючи дані про швидкість звуку і часу його поширення, можна обчислити точну відстань, яке пройшла ультразвукова хвиля. Цей принцип покладено в основу роботи ультразвукових датчиків.
Ультразвукові датчики широко застосовуються в самих різних сферах виробництва, і в деякому роді є універсальним засобом вирішення багатьох завдань автоматизації технологічних процесів. Такі датчики застосовуються для визначення віддаленості і місцезнаходження різних об'єктів.
Визначення рівня рідини (наприклад, витрати палива на транспорті), виявлення етикеток, в тому числі і прозорих, контроль пересування об'єкта, вимір відстані, - ось лише деякі з можливих застосувань ультразвукових датчиків.
Як правило, на виробництвах чимало джерел забруднення, що може стати проблемою для багатьох механізмів, але ультразвуковий датчик, в силу особливостей його роботи, абсолютно не боїться забруднень, оскільки корпус датчика, при необхідності, може бути надійно захищений від можливих механічних впливів.
Ультразвукова частота знаходиться в діапазоні від 65 кГц до 400 кГц, в залежності від типу датчика, а частота проходження імпульсів - між 14 Гц і 140 Гц. Контролер обробляє дані, і обчислює відстань до об'єкта.
Активний діапазон ультразвукового датчика є робочим діапазоном виявлення. Діапазон виявлення - це те відстань, в межах якого ультразвуковий датчик може виявити об'єкт, і неважливо, наближаються чи об'єкт до чутливого елемента в осьовому напрямку або рухається поперек звукового конуса.
Зустрічаються три основні режими роботи ультразвукових датчиків. опозитний режим, дифузний режим, і рефлекторний режим.
Для опозитного режиму характерні два окремих пристрої, передавач і приймач, які монтуються один навпроти одного. Якщо ультразвукової пучок переривається об'єктом, вихід активізується. Такий режим підходить для роботи у важких умовах, коли важлива стійкість до інтерференції. Ультразвуковий пучок тільки один раз проходить сигнальне відстань. Таке рішення відрізняється високою вартістю, оскільки потрібно монтаж двох пристроїв - передавача і приймача.
Дифузійний режим забезпечується передавачем і приймачем, що знаходяться в одному корпусі. Вартість такого монтажу значно нижче, однак час спрацьовування довше, ніж при оппозитном режимі.
Діапазон виявлення тут залежить від кута падіння на об'єкт і від властивостей поверхні об'єкта, оскільки промінь повинен відбивається від поверхні самого виявленого об'єкту.
Для рефлекторного режиму випромінювач і приймач також знаходяться в одному корпусі, однак ультразвуковий промінь тепер відбивається від рефлектора. Об'єкти в діапазоні виявлення виявляються як шляхом вимірювання змін в відстані, яке проходить ультразвуковий промінь, так і шляхом оцінки втрат на поглинання або відбиття в відбитому сигналі. Звуковбирні предмети, а також предмети з кутовими поверхнями легко виявляються при такому режимі роботи датчика. Важлива умова - не повинно змінюватися положення опорного рефлектора.
Ще один варіант використання інфразвуку в промисловості - ультразвукове зварювання.