超声波清洗ULC系统是视觉传感器自清洁背后的技术

这种超声波清洁ULC设备可以在摄像头等常见的机器视觉固体传感器中自动识别和清洁，大大增强了机器视觉系统的可靠性。ULC该技术专用芯片组包括控制器和压电换能器两部分。引入超声波清洗ULC系统中的自动感应、温度监测和故障检测等功能，也将大大降低AD8184AR视觉传感器的维护成本，提高机器整体视觉的可靠性。

大家一定都听说过按照高频振动清洗物体的技术。根据高频振动的精确控制，超声波清洁ULC技术可以清洁许多物体的表面。这种超声波清洁ULC设备可以在摄像头等常见的机器视觉固体传感器中自动识别和清洁，大大增强了机器视觉系统的可靠性。

什么是超声波清洗？

每种材料都有自己的共振频率，具体的共振频率由其分子式和几何结构决定，这是增加动能后物体振动的独特频率。通过反复向材料增加共振频率的动能，会产生共振。超声波清洗ULC技术就是在这些材料的共振频率下增加超声波振动，从而产生共振。

我们已经学会了基本的物理知识。共振可以对材料本身产生明显的效果，但在达到材料粉碎的临界点之前，人眼很难捕捉到这种振动。超声波清洗ULC技术应用压电换能器和先进的半导体，以独特的方式准确地向材料增加超声波振动，可以有效地去除材料表面的异物。

这项技术可以应用于任何含有摄像头的场景，特别是汽车行业，处理传感器的清洁问题。随着汽车传感器和摄像头数量的不断增加，如何清洁这些传感器已经成为影响传感特性的关键问题。最传统的办法当然是人工清洁，复杂、高成本、耗费时间这些弊端显而易见。后来也出现了使用微型雨刮器、喷水器、压缩空气等办法的摄像头清洗方案。但是这个方案会大大提高机械的复杂性，而且成本很高，不是性价比高的方案。

根据共振和相长干预的概念，超声波清洗ULC将从微振动中产生的能量放大到更强的动能，从而溶解冰，吹走水，甚至雾化降水增加超过界面张力的力。这种方法可以很容易地将镜头上的污染物从FoV中移除，同时成本也不会太高。

使用ULC完成感应器自清洁

镜头尺寸和材料的选择多种多样，完成ULC的方法也多种多样。整体方案分为应用镜头盖系统和不使用镜头盖系统。ULC该技术专用芯片组包括控制器和压电换能器两部分。ULC压电换能器产生所需的超声波振动，其原理是压电效应，极化压电材料的电镀表面存在电压会使其形状发生变化，从而产生超声波振动。处理器TI是用片上低延迟的DSP来做的，配置了ULC专有算法。

有多种方法可以在清洁过程中获得共震，单模，双模及其SAW，由于技术特点，三种道路可以达到不同的清洁效果。单模是一种简单的产生共振的方法，镜头上的异物可以通过在工件表面产生高加速度来清除。但是单模清洗的加速梯度并不理想。在加速度较小的位置，可以达到的清洗效果很差，甚至无法将异物从传感器FoV中移除。双模在同一周期内选择两个不同的单模，相互覆盖加速梯度较差的点，避免了单模清洗时的盲点。

SAW与上述两种方法完全不同，SAW它直接作用于异物，这意味着它需要的次数要高得多，这是一种高成本的方法。这种方法在小镜头清洗中往往不会选择，但在规格更多的应用中，这是一种清洗效果更好的共振方案。

ULC专用芯片组

ULC超声波清洗是由技术专用芯片组的两部分控制器和压电换能器形成的IC，处理器部分配备嵌入式算法，用于镜头系统校正、自动产品检测、功率调节和压电换能器诊断、镜头故障。可编织的清洁方法也集成在其中，以适应不同的异物清洁过程。控制器的一个硬性指标是需要足够宽的驱动工作频段，进行高效的直接驱动或AD分配。当然，最好尽可能紧凑地包装。

压力换能器必须配有放大器，可以越简单地实现放大功能越好。TI配套ULC1001使用的压电换能器DRV2901仅需一个简单的无源LC解调滤波器就能够提供高质量、高效率的放大功能。

换能器必须有完善的保护系统。这些维护不仅是常见的过流保护、过流保护和欠压，还需要在高电平暂态期间尽可能限制流量，降低设备关闭的概率。温度同样重要，压电换能器过热会极化，失去共振特性。这种针对特定应用开发的设备可以保持清洁系统的独立性，提高传感器的维护效率。

总结

选择可靠的半导体器件可以减小ULC清洗系统的大小，大大增加稳定性。引入超声波清洗ULC系统中的自动感应、温度监测和故障检测等功能，也将大大降低视觉传感器的维护成本，提高机器整体视觉的可靠性。

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