كيف تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية؟

أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي الأجهزة التي تقوم بتحويل الإشارات بالموجات فوق الصوتية إلى إشارات طاقة أخرى (عادةً إشارات كهربائية) لقياس المسافة من المستشعر إلى الكائن المستهدف. الموجة بالموجات فوق الصوتية هي موجة ميكانيكية ذات تردد اهتزاز أعلى من 20 كيلو هرتز ولديها خصائص التردد العالي ، وطول الموجة القصير ، وظاهرة الحيود الصغيرة ، وخاصة الاتجاهين الجيد ، والتي يمكن أن تصبح أشعة وتنتشر اتجاهيًا.

يمكن استخدام المستشعر بالموجات فوق الصوتية كمستشعر للمسافة بالموجات فوق الصوتية لقياس مسافة الكائن المستهدف ، واكتشاف وجود الكائن وكذلك حركة الكائن عن طريق تطبيق الإشارات الكهربائية على محول الخزف 40 كيلو هرتز (جهاز الإرسال) لنقل الموجات فوق الصوتية وتحويل الصوت المنعكس إلى إشارات كهربائية (تراجع إلى الصورة).

يتكون زوج من المستشعر بالموجات فوق الصوتية من جهاز إرسال ومستقبل متاح كوحدات منفصلة أو مضمنة معًا كوحدة واحدة. تُظهر الصورة أدناه جهاز إرسال ومستقبل الموجات فوق الصوتية Manorshi 40khz. (يمكنك العثور على مزيد من المعلومات على موقع Manorshi: www.manorshi.com )

عمل مستشعرات بالموجات فوق الصوتية

يستخدم جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية بلورة Piezoceramic متصلة مع ورقة معدنية مخروطية. عندما يتم تطبيق الجهد الكهربائي على piezoceramic ، فإنه يهتز مع التوسع المستمر والانكماش. نتيجة لذلك ، وفقًا لخاصية المواد الكهروإجهادية ، يتم إنشاء الموجات فوق الصوتية التي تنتشر مباشرة بسبب الشكل المخروطي للرنان.

أجهزة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية تعمل على المفهوم المعاكس تمامًا. عندما تنطلق الموجة بالموجات فوق الصوتية عبر الرنان ، تهتز الهزاز المتصل (اللوحة المعدنية). من خلال التمسك باهتزاز القرص السيراميك الكهروضوئي إلى الهزاز ، يتم إنشاء التيار وفقًا لخصائص مادة السيراميك الكهروضوئية. هذا التيار مأخوذ من الخيوط الخارجية.

باختصار ، يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية نقل وتلقي الموجات بالموجات فوق الصوتية. عند نقل الأمواج بالموجات فوق الصوتية ، فإنه يحول الطاقة الكهربائية إلى موجات بالموجات فوق الصوتية ؛ عند تلقي أصداء ، فإنه يحول اهتزاز الموجات بالموجات فوق الصوتية إلى إشارات كهربائية ، لذلك يطلق عليه 'محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية '.

خصائص الأداء لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

نظرًا للخصائص الهيكلية للرقاقة الكهروإجهادية الدائرية ، فإن الموجات بالموجات فوق الصوتية المنبعثة لها اتجاهية معينة ، ويشبه المقطع العرضي للحزمة القطع الناقص ، وبالتالي فإن نطاق الكشف محدود. تبلغ زاوية الكشف عن المستوى الأفقي 120 درجة ، وزاوية الكشف عن المستوى العمودي 60 درجة.

ميزات المستشعرات بالموجات فوق الصوتية

1. هيكل بسيط وتصنيع مريح ؛

2. لا يتداخل بسهولة عن طريق الحقول الكهرومغناطيسية البيئية ؛

3. الموجات فوق الصوتية ليست حساسة للضوء واللون ، ويمكن استخدامها لتحديد كائنات شفافة وذات عاكسة.