Un capteur à ultrasons est un appareil qui utilise un son à haute fréquence pour mesurer la distance. Ces capteurs sont également appelés émetteurs-récepteurs et fonctionnent de la même manière qu’un sonar. Alors que le sonar est principalement utilisé sous l’eau, les émetteurs-récepteurs à ultrasons peuvent être utilisés dans l’air. Les capteurs utilisant des ondes ultrasonores sont courants dans les applications industrielles et médicales.
Ce type de capteur se compose généralement d’un seul émetteur-récepteur, capable à la fois d’émettre et de détecter un son. Cet appareil crée une impulsion sonore qui dépasse la portée auditive de l’oreille humaine. La plupart des objets solides réfléchissent les ondes sonores. L’émetteur-récepteur utilise une minuterie pour déterminer avec précision combien de temps une impulsion ultrasonore prend pour rebondir sur un objet et être renvoyée à l’unité.
Une onde sonore se déplace généralement à une vitesse connue. Dans l’air à température ambiante, cette vitesse est d’environ 1,126 343 pieds (112 mètres) par seconde. Lorsque la vitesse et le temps des impulsions ultrasonores sont connus, la distance d’un objet réfléchissant peut être estimée à l’aide de calculs mathématiques de base. Si un capteur à ultrasons émet une impulsion et reçoit le signal réfléchi un dixième de seconde plus tard, par exemple, l’objet se trouve à environ 34 mètres.
Cependant, un capteur à ultrasons n’est pas toujours précis. Plusieurs facteurs peuvent dégrader la capacité d’un capteur à mesurer la distance avec précision. La vitesse du son n’est pas constante, mais peut varier en fonction de la température et de l’humidité de l’air. Cela signifie que des conditions très chaudes ou très froides peuvent rendre un capteur à ultrasons inefficace.
Les objets reflètent les ondes sonores de différentes manières. Certains matériaux, comme le métal, reflètent très bien le son. Les matériaux doux, y compris les tissus en peluche, absorbent souvent les ondes sonores. La précision de ce type de capteur peut être influencée par le type d’objet détecté.
Les capteurs à ultrasons ont de nombreuses applications. Les machines industrielles utilisent souvent ces capteurs pour détecter la présence d’un objet dans une usine automatisée. Une machine conçue pour appliquer des étiquettes sur des bouteilles, par exemple, peut utiliser des méthodes à ultrasons pour déterminer quand un produit est en place et prêt à être estampé. Les installations de sécurité utilisent également des capteurs sonores pour détecter la présence d’une personne non autorisée. Ces capteurs peuvent être utilisés pour créer une clôture virtuelle autour d’une zone sécurisée.
Les établissements médicaux utilisent souvent des capteurs à ultrasons. Les capteurs utilisés en médecine sont plus précis que la plupart des appareils industriels, mais fonctionnent selon le même principe. L’imagerie par ultrasons utilise des impulsions à haute fréquence pour détecter à la fois les objets solides et les espaces ouverts. Un émetteur-récepteur connecté à un ordinateur est capable de créer une image qui montre ces différentes zones et peut être utilisé par des professionnels de la santé pour visualiser des zones du corps humain.