Перавагі і недахопы ультрагукавых датчыкаў

Ультрагукавыя датчыкі маюць высокую дакладнасць вымярэнняў, стабільную працу і тэмпературную кампенсацыю. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў вытворчасці, энергетыцы, металургічным вымярэнні будаўнічых матэрыялаў, хімікатах, прадуктах харчавання, аўтамабілях, складзіраванні, караблях, караблях, тэкстылі, транспарціроўцы, разведцы, узроўні вадкасці, маніторынгу ўзроўню, выяўленні патоку ў адкрытых канавах, робататэхніцы, харчовай прамысловасці і іншых галінах прамысловасці, якія могуць вымяраць як вадкія матэрыялы, так і цвёрдыя матэрыялы.

Хоць ультрагук шырока выкарыстоўваецца, як гаворыцца, добрага золата недастаткова, ніхто не ідэальны. Зыходзячы з вашага папярэдняга разумення і вопыту ультрагукавых датчыкаў, ці ёсць у ультрагукавых датчыкаў якія-небудзь перавагі і недахопы, ці акажуць гэтыя перавагі і недахопы пэўны ўплыў на наша жыццё? Гэта калі мы разумеем ультрагукавыя датчыкі ў глыбіню, Трэба звярнуць увагу. 

Перш за ўсё, давайце пагаворым аб прынцыпе працы ультрагукавога датчыка: ультрагукавы датчык - гэта датчык, распрацаваны з выкарыстаннем характарыстык ультрагукавых хваль. Ультрагукавы зонд у асноўным складаецца з п'езаэлектрычных чыпаў, якія могуць як перадаваць, так і прымаць ультрагукавыя хвалі. П'езаэлектрычны ультрагукавой генератар фактычна выкарыстоўвае для працы рэзананс п'езаэлектрычнага крышталя. Ён мае дзве п'езаэлектрычныя мікрасхемы і рэзанансную пласціну. Калі частата імпульснага сігналу, які падаецца на яго полюсы, роўная ўласнай частаце ваганняў п'езаэлектрычнай пласціны, п'езаэлектрычная пласціна ўвойдзе ў рэзананс і прымусіць рэзанансную пласціну вібраваць, што будзе генераваць ультрагукавыя хвалі. І наадварот, калі паміж двума электродамі не падаецца напружанне, калі рэзанансная пласціна прымае ультрагукавыя хвалі, яна будзе націскаць на п'езаэлектрычную пласціну, каб яна вібравала і пераўтварала механічную энергію ў электрычныя сігналы. У гэты час ён становіцца ультрагукавым прыёмнікам. Ультрагукавыя зонды малой магутнасці ў асноўным выкарыстоўваюцца для выяўлення. Яны маюць шмат розных структур і могуць быць падзелены на прамыя зонды (падоўжныя хвалі), касыя зонды (папярочныя хвалі), паверхневыя зонды (павярхоўныя хвалі), зонды хвалі баранчыка (хвалі баранчыка) і двайныя зонды. Адзін зонд адлюстроўвае, а другі прымае).

Па-другое, выкарыстанне ультрагукавых характарыстык для вымярэння аб'ектаў мае шмат пераваг. Гэта таму, што ультрагукавыя хвалі валодаюць высокай частатой, кароткай даўжынёй хвалі і невялікімі дыфракцыйнымі з'явамі, асабліва добрай накіраванасцю, і могуць быць прамянёвымі і накіраванымі. Ультрагукавыя хвалі валодаюць вялікай здольнасцю пранікаць праз вадкасці і цвёрдыя целы, асабліва ў непразрыстыя сонечныя цвёрдыя целы, якія могуць пранікаць на глыбіню дзесяткаў метраў. Ультрагукавыя хвалі, якія сутыкаюцца з прымешкамі або межамі падзелу, ствараюць значныя адлюстраванні і ўтвараюць адлюстраванне ў рэха, а дакрананне да рухомых аб'ектаў можа выклікаць эфект Доплера. Датчыкі, распрацаваныя на аснове ультрагукавых характарыстык, называюцца «ультрагукавымі датчыкамі» і шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, нацыянальнай абароне, біямедыцыне і г.д.

Аднак, паколькі кропка Кюры п'езаэлектрычнага матэрыялу звычайна адносна высокая, асабліва ультрагукавы датчык, які выкарыстоўваецца для дыягностыкі, выкарыстоўвае невялікі ультрагукавы датчык, рабочая тэмпература адносна нізкая, і ён можа працаваць доўгі час без збояў. Медыцынскія ультрагукавыя зонды маюць адносна высокія тэмпературы і патрабуюць асобнага халадзільнага абсталявання. Адчувальнасць у асноўным залежыць ад самой пласціны. Электрамеханічны каэфіцыент сувязі вялікі, а адчувальнасць высокая; у адваротным выпадку адчувальнасць нізкая. Ёсць тры прычыны:

1.Частата сучасных ультрагукавых датчыкаў адносна фіксаваная. Напрыклад, датчык 40 кГц можна выкарыстоўваць толькі пры 38-42 кГц. Іншыя частоты падобныя. У цяперашні час датчыкі з шырокім дыяпазонам частот амаль не сустракаюцца, напрыклад, 40 кГц ~ 500 кГц;

2. Кіруючае напружанне адносна высокае, звычайна паміж 100 В і 1500 В. У многіх нізкавольтных прыладах для ўзмацнення патрабуецца імпульсны трансфарматар, але гэта таксама прывядзе да некаторых складаных праблем. Калі ёсць датчык з прывадам нізкага напружання 3 ~ 5 В (большая магутнасць), гэта будзе лепш;

3. Адчувальнасць павінна быць вышэй.

Відаць, што ультрагукавой датчык можа выдаваць, прымаць і аналізаваць гук, які наша чалавечае вуха не ўлоўлівае. З пункту гледжання выяўлення, выкарыстанне ультрагукавых датчыкаў можа дасягнуць такіх функцый, як ультрагукавое вызначэнне далёкасці і ультрагукавая дэфектаскапія, якія могуць выкарыстоўвацца для выяўлення абломкаў караблекрушэння падводных лодак, падводных лодак праціўніка і адлюстравання ўнутраных металічных пашкоджанняў. Яны могуць прымяняцца да розных тэхнічных галінах, такіх як прамысловасць, сельская гаспадарка, лёгкая прамысловасць і лячэнне, якія цесна звязаны з нашым жыццём.