超音波センサー

超音波センサーについてどんなものなのか、どんな風に使われているのかなどの情報

超音波センサーについて

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超音波センサーは、様々な分野で幅広く私たちの生活の役に立っています。
人間の耳には聞こえない高い振動数をもつ弾性振動波が超音波ですが、その定義はひとつではありません。JISでは、『正常な聴力を持つ人に聴感覚を生じないほど周波数(振動数)が高い音波(弾性波)』を超音波としています。
一方、広辞苑によれば、『超音波は振動数が毎秒20kHz以上で定常音として耳に感じない音』と定義づけされています。極まれに20kHzまで聴き取れる人もいるそうですが、ほとんどの人の場合は、16kHzから18kHz程度が聴き取れる音波の限界であると言われています。また、子供では30kHzでも聞き分けられる場合があることから、周波数の下限の定義づけは微妙になっているようです。したがって、特殊な場合を除いて、一般的には20kHz以上を超音波と呼んで差し支えないようです。
このような超音波を利用して、超音波センサーは高解像度な探知に使われています。超音波センサーが一番身近に感じられる例としては、検査用や治療用の医療用超音波センサーではないでしょうか。
産科での胎児診断や内科での内臓検査では、医療用超音波センサーを使用することで、患者の体内が容易に画像化されることが可能です。そして、超音波センサーで探知された結石などは、開腹手術を行わなくても簡単に体外へ排出されることができるのです。これも、超音波が生み出す衝撃波が、結石を破砕することを可能にした医療技術なのです。
超音波センサーの中でも「ソナー」は、軍事用途や漁業に活用されているもので、水中の敵潜水艦や魚群の有無を捉えることができます。
他には、産業用非破壊検査、環境測定の水深測定、電子部品などにも、超音波センサーが利用されています。さらに、動物の中には、超音波を利用しながら生活しているものもいます。自ら超音波を発する蝙蝠(コウモリ)は、反射音によって周囲の状況を把握することができ、そのため暗闇を飛行できるのです。イルカや一部の鯨類も、頭部の組織を音波レンズとして利用しながら生活しています。この頭部の音波レンズは、メロン器官やメロン体と呼ばれ、指向性を持った水中超音波の送受信が可能なのです。超低周波水中音波を、遠く離れた仲間との会話や歌に利用しているのがマッコウクジラです。音波を使うことで周囲の状況を察知する方法は、Echolocation(エコーロケーション)と呼ばれています。

身近に使用される超音波センサー

日頃あまり気にすることはない超音波センサーですが、あらためていろいろ探してみるといろいろなところで使用されています。
超音波センサーは、今後も色々な方面で私たちの生活を助ける役目を担っていくことでしょう。


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