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Principe de fonctionnement

Les détecteurs ultrasoniques sont utilisés pour la détection de bouteille.
Les détecteurs ultrasoniques sont utilisés pour la détection de bouteille.

Les détecteurs ultrasoniques peuvent à la fois détecter des objets sans contact et mesurer la distance entre les objets et le détecteur. Pour mesurer cette distance, ils envoient des impulsions sonores haute fréquence. Ces impulsions se dispersent dans l'air en forme de cône et sont reflétées dès qu'elles atteignent une surface. Les détecteurs fonctionnent selon le principe de la technologie de temps de vol. Cela permet la détection des objets et la mesure de leur distance par rapport au détecteur. 


Notions physiques de base

Les ondes sonores à des fréquences supérieures à environ 16 kHz qui sont inaudibles et inoffensives pour l'homme sont appelées ondes ultrasoniques. Elles peuvent se propager au travers de différents matériaux : les objets solides (contrôle de matériel), les tissus humains ou animaux (échographies médicales), les liquides (échosondage dans les navires) ou encore l'air environnant. Selon le type de détecteur, cette propagation s'étend de seulement quelques centimètres à plusieurs mètres. En revanche, la diffusion d'ondes sonores dans le vide n'est pas possible. Comme le comportement de transmission et la vitesse acoustique varient suivant les matériaux, les détecteurs doivent être spécialement adaptés à chaque milieu. 


Transducteur piézoélectrique

Afin de produire des ondes ultrasoniques, un transducteur piézoélectrique, appelé céramique piézoélectrique, est nécessaire. Une fois en contact avec un objet, les ondes sont reflétées (en écho) et transformées à nouveau en signal électrique par la céramique piézoélectrique. Le détecteur mesure le laps de temps qui s'écoule entre la transmission de l'impulsion ultrasonique et la réception de l'écho pour déterminer la distance de l'objet d'après la vitesse acoustique. C'est pourquoi cette procédure est également appelée la méthode de temps d'écho. Les transducteurs ultrasoniques fonctionnent avec différentes fréquences, allant de 40 à 850 kHz.