Sóng siêu âm là gì ? Có thể trong quá trình học phổ thông đã được nhắc đến và học qua ở mức độ sơ lược. Trong bài viết này, mình chia sẻ thêm về khái niệm sóng siêu âm là gì- nguyên lý hoạt động và ứng dụng cụ thể trong cuộc sống.

Sóng siêu âm là gì

Sóng âm là sự rung động truyền qua môi trường, chẳng hạn như không khí, nước và kim loại.

Sóng siêu âm tiếng anh là Ultrasonic wave. Sóng siêu âm là một loại sóng âm có tần số cao hơn giới hạn nghe được của tai người. Tần số của sóng siêu âm khoảng 20.000 Hz. Còn sóng âm mà con người nghe được gọi là hạ âm, có tần số khoảng 20 Hz.

Siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi trường khác nhau như không khí, lỏng…với tốc độ của âm thanh. Bên cạnh đó, sóng siêu âm có tần số cao hơn âm thanh bình thường, nên bước sóng ngắn nên. Nhờ bước sóng ngắn, nên nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, cũng như trong công nghiệp. Phần ứng dụng được trình bày ở các mục bên dưới.

Ứng dụng sóng siêu âm

Ứng dụng trong Y học

Nhờ bước sóng ngắn, hình ảnh khi chụp đủ để phân biệt các vật thể kích thước nhỏ mili-met. Do đó, sóng siêu âm được ứng dụng trong việc chẩn đoán y khoa, gọi là siêu âm.

Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất

Sóng siêu âm là gì đã được trình bày rõ ràng. Bây giờ hãy cùng tìm hiểu một vài ứng dụng của sóng siêu âm là gì.

Như đã nói ở trên, sóng siêu âm nằm ngoài khả năng nghe và nhận biết của tai người. Do đó, nó được ứng dụng trong các ứng dụng quan trắc khác, như để đo vận tốc hay khoảng cách. Hãy cùng tìm hiểu một ví dụ về ứng dụng đo khoảng cách đo là Cảm biến đo mức nước bằng sóng siêu âm.

Nguyên lý ứng dụng Cảm biến đo mức nước dùng sóng siêu âm là gì

Cảm biến siêu âm phát một sóng điện từ, sóng sẽ lan truyền trong không gian, chạm bề mặt và phản xạ lại bộ phận cảm biến. Từ đó, thiết bị có thể tính được khoảng cách từ nơi lắp cảm biến đến bề mặt nước hiện tại là bao nhiêu. Thiết bị sẽ quy đổi tín hiệu nhận được sang tín hiệu 4-20 mA hoặc 0-10 Vdc tùy theo dãy đo.

Một số dòng cảm biến đo báo mức nước – chất lỏng – xăng dầu dùng sóng siêu âm phổ biến hiện nay.

Cảm biến báo mức chất lỏng dùng sóng siêu âm

Trong công nghiệp và đời sống có nhiều ứng dụng dùng đến cảm biến đo mức. Ví dụ đo báo mức chất lỏng: xăng dầu trong bồn chứa. Nước thải trong bể chứa. Đo mức nước sông hồ, đo mức silo tank. Đo mức xăng dầu. Tùy theo ứng dụng và điều kiện môi trường mà chúng ta chọn thiết bị cho phù hợp

Cảm biến siêu âm báo mức chất lỏng – hãng ORION

Cảm biến đo mức hay còn gọi là báo mức. Chúng đều là cảm biến được tích hợp nhiều chức năng hiện đại để thực hiện nhiệm vụ là đo mức, báo mức khác nhau.

Hãng Orion một trong những nhà sản xuất – cung cấp cảm biến siêu âm hàng đầu hiên nay. Mình giới thiệu 2 dòng cảm biến phổ biến cũa hãng là ECH306 và ECH312.

1. Cảm biến siêu âm model ECH306

Dòng cảm biến này sẽ hoạt động tốt nhất trong khoảng đo từ 0-6m tính từ vị trí lắp cho đến đáy thùng chứa hay silo chứa vật liệu.

Cảm biến siêu âm đo mức nước – MWB1A

Sóng siêu âm là gì trong ứng dụng đo mức nước Silo – Tank – Model MWB1A. Xuất xứ Hawk – USA, dòng thiết bị cảm biến này được sản xuất tại Australia. Cảm biến siêu âm được dùng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Như đo mức nước, đo mức xăng dầu, đo mức nhớt, đo mức nước thải.

Thông số kỹ thuật cảm biến đo mức nước MWB1A

• Model : MWB1A
• Dãy đo cảm biến: 1m cho đến 12m. Tùy lựa chọn
• Nguồn cấp cho cảm biến : 7..28VDC
• Ngõ ra tín hiệu là : 4-20mA
• Độ phân giải của cảm biến đo mức  : 1mm
• Sai số đo mức của dòng này là : 0.25%
• Tần số sử dụng: 50Khz
• Tiêu chuẩn bảo vệ, chống nước và bụi đạt : IP67
• Áp suất làm việc của: -0.5…3 Bar
• Nhiệt độ hoạt động: -40…60 C
• Màng hình hiển thị có 2 dòng với 4 phím bấm dùng để hiệu chỉnh cài đặt cảm biến
• Góc phát cảm biến 7 độ
• Xuất xứ : Hawk – USA, thiết bị được sản xuất tại Australia 

Ưu nhược điểm cảm biến đo mức dùng sóng siêu âm là gì

Ưu điểm của cảm biến báo mức sóng siêu âm là gì:

• Sử dụng sóng siêu âm để đo lường, không tiếp xúc trực tiếp vào chất cần đo, độ bền cao.
• Có ngõ ra dạng analog 4-20mA có khả năng truyền đi xa mà không vị nhiễu sóng.
• Sai số khá thấp trên toàn dãy đo.
• Được tích hợp sản màn hình để hiệu chỉnh một cách dễ dàng.

Nhược điểm của dòng cảm biến này:

• Giá thành hơi cao vì đây là dòng thiết bị cao cấp, có tuổi thọ khá cao và phạm vi ứng dụng khá rộng rãi.
• Cần phải tuân thủ các yêu cầu lắp đặt để đảm bảo cảm biến hoạt động tốt nhất
• Không thích hợp cho những môi trường có áp suất và nhiệt độ quá cao

=======================================================