超声波传感器技术及其在汽车领域的应用

目前,超声波检测被广泛用于工业、国防、生物医学等方面。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。在汽车领域,超声波传感器的功效相当显著。

  超声波是一种振动频率高于声波的机械波,超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。随着技术的进步,如今的超声波传感器坚固耐用,感应精度也更高,这些新增强的特性拓展了超声波传感器的应用领域,完全超越了传统的超声波传感器的应用。

超声波传感器技术及其在汽车领域的应用

德国公司Toposens推出的3D超声波传感器,资料图

  以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波,完成这种功能的装置就是超声波传感器。超声波传感器利用传感器头部的压振陶瓷的振动,产生高频人耳听不见的声波来进行感应的,如果这声波碰到了某个物体,传感器就能接收到返回波。

  目前,超声波检测被广泛用于工业、国防、生物医学等方面。比如,在汽车领域,超声波传感器的功效相当显著。首先是在交通管制系统中,采用超声波传感器检测道路车辆的流量及车速。其次,是采用超声波传感器作为汽车的防撞装置。利用安装在汽车前后四角的超声波传感器,发现各方面的障碍物,用蜂鸣器和指示灯告诉司机障碍物与汽车之间的大致距离和方向以便驾驶员及时调整方位等方式解除驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶安全性。

  使用效果上,超声波雷达穿透性强,测距的方法简单,成本低。不过,由于超声波是一种机械波,其使用效果会受传播介质的影响,例如受天气情况的影响,在不同的天气情况下,超声波的传输速度不同,而且传播速度较慢。另外,当汽车高速行驶时,使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化,误差较大,影响测量精度。

超声波传感器技术及其在汽车领域的应用

UltraSense Systems超声波单芯片系统,图片来自i-hls.com

  不久前,国外厂商UltraSense Systems便最新研发了一款全球首个也是最小的超声波传感器,这一超声波单芯片系统,可以探测表面微观变形以及测量压力等超声波,几乎可以穿透任何厚度的材料,包括金属、玻璃、木材、陶瓷和塑料等,以进行触觉感知。该新传感器能够应用于国防部门等多个领域,还可用于家具、电子产品、医疗设备以及自动驾驶汽车等领域。

  其中,在汽车领域,这一新型超声波传感器便能够只需触摸金属镀铬车门把手,就可打开或锁上车门。此外,与这一超声波传感器想配套的多功能触控界面,能够以较低成本,将任何表面转化为虚拟按钮或手势。

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