Un capteur à ultrasons est un dispositif électronique qui mesure la distance d’un objet cible en émettant des ondes sonores ultrasonores, et convertit le son réfléchi en un signal électrique. Les ondes ultrasoniques se déplacent plus rapidement que la vitesse du son audible (c’est-à-dire le son que les humains peuvent entendre). Les capteurs à ultrasons ont deux composants principaux : l’émetteur (qui émet le son à l’aide de cristaux piézoélectriques) et le récepteur (qui rencontre le son après son trajet vers et depuis la cible).
Pour calculer la distance entre le capteur et l’objet, le capteur mesure le temps qu’il faut entre l’émission du son par l’émetteur et son contact avec le récepteur. La formule pour ce calcul est D = ½ T x C (où D est la distance, T est le temps et C est la vitesse du son ~ 343 mètres/seconde). Par exemple, si un scientifique installe un capteur à ultrasons dirigé vers une boîte et qu’il faut 0,025 seconde pour que le son rebondisse, la distance entre le capteur à ultrasons et la boîte sera :
D = 0,5 x 0,025 x 343
soit environ 4,2875 mètres.
Les capteurs à ultrasons sont principalement utilisés comme capteurs de proximité. On les retrouve dans la technologie d’auto-parking automobile et les systèmes de sécurité anti-collision. Les capteurs à ultrasons sont également utilisés dans les systèmes robotiques de détection d’obstacles, ainsi que dans les technologies de fabrication. Par rapport aux capteurs infrarouges (IR) dans les applications de détection de proximité, les capteurs à ultrasons ne sont pas aussi sensibles aux interférences de la fumée, du gaz et d’autres particules en suspension dans l’air (bien que les composants physiques soient toujours affectés par des variables telles que la chaleur).
Les capteurs à ultrasons sont également utilisés comme capteurs de niveau pour détecter, surveiller et réguler les niveaux de liquide dans des récipients fermés (comme les cuves dans les usines chimiques). Plus particulièrement, la technologie ultrasonique a permis à l’industrie médicale de produire des images d’organes internes, d’identifier des tumeurs et de s’assurer de la santé des bébés dans l’utérus.
La technologie ultrasonique permet également d’améliorer la qualité de la vie.