Прагляды: 87 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2020-04-14 Паходжанне: Сайт
Ультрагукавыя датчыкі - гэта датчыкі, распрацаваныя з выкарыстаннем характарыстык ультрагуку. Ультрагукавыя датчыкі - гэта датчыкі, якія пераўтвараюць ультрагукавыя сігналы ў іншыя сігналы энергіі (звычайна ў электрычныя). Ультрагук - гэта механічная хваля з частатой вібрацыі вышэй за 20 кГц. Ён мае характарыстыкі высокай частаты, кароткай даўжыні хвалі, невялікай дыфракцыйнай з'явы, асабліва добрай накіраванасці, і можа быць прамянём і накіраваным распаўсюджваннем. Ультрагук мае вялікую здольнасць пранікаць у вадкасці і цвёрдыя рэчывы, асабліва ў цвёрдыя рэчывы, непразрыстыя для сонечнага святла. Ультрагукавыя хвалі, якія сутыкаюцца з прымешкамі або паверхнямі, будуць ствараць значныя адлюстраванні, утвараючы адлюстраванае рэха, а дакрананне да рухомых аб'ектаў можа выклікаць эфект Доплера. Ультрагукавыя датчыкі шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, нацыянальнай абароне, біямедыцыне і г.д.
Прыладай, якое выконвае гэтую функцыю, з'яўляецца ультрагукавой датчык, які традыцыйна называюць ультрагукавым датчыкам, або ультрагукавым зондам.
| Цэнтральная частата | 40±1,0 кГц |
| Узровень гукавога ціску перадачы | 100 дБ мін. |
| Прыёмная адчувальнасць | -72 дБ мін. |
| Адчувальнасць да рэха | ≥230 мВ |
| Званок (мс) | 1,2 макс |
| Ёмістасць пры | 1 кГц±20% 2400 пФ |
| Макс. кіруючае напружанне (працяг) | 20Vrms |
| Агульны кут прамяня | -6 дБ 47° тыповы |
| Час распаду | ≤1,2 мс |
| Працоўная тэмпература | -30～+80℃ |
| Тэмпература захоўвання | -30～+80℃ |
Ядром ультрагукавога датчыка з'яўляецца п'езаэлектрычны чып у пластыкавай або металічнай абалонцы. Можа быць шмат відаў матэрыялаў, якія складаюць пласціну. Памер пласціны, напрыклад дыяметр і таўшчыня, таксама адрозніваюцца, таму прадукцыйнасць кожнага зонда адрозніваецца, мы павінны разумець яго прадукцыйнасць перад выкарыстаннем. Да асноўных паказчыках працы ультрагукавых датчыкаў можна аднесці:
(1) Працоўная частата. Працоўная частата - гэта рэзанансная частата п'езаэлектрычнай пласціны. Калі частата напругі пераменнага току, якая падаецца на яго, роўная рэзананснай частаце мікрасхемы, выхадная энергія найбольшая, а адчувальнасць таксама самая высокая.
(2) Працоўная тэмпература. Паколькі кропка Кюры п'езаэлектрычных матэрыялаў звычайна адносна высокая, асабліва калі ультрагукавы зонд для дыягностыкі выкарыстоўвае менш энергіі, рабочая тэмпература адносна нізкая, і ён можа працаваць доўгі час без збояў. Медыцынскія ультрагукавыя зонды маюць адносна высокія тэмпературы і патрабуюць асобнага халадзільнага абсталявання.
(3) Адчувальнасць. У асноўным гэта залежыць ад вытворчасці самой пласціны. Электрамеханічны каэфіцыент сувязі вялікі, а адчувальнасць высокая; у адваротным выпадку адчувальнасць нізкая.
Пры падачы напружання на п'езаэлектрычную кераміку будзе адбывацца механічная дэфармацыя са зменамі напружання і частаты. З іншага боку, калі п'езаэлектрычная кераміка вібруе, утвараецца зарад. Выкарыстоўваючы гэты прынцып, калі электрычны сігнал падаецца на вібратар, які складаецца з дзвюх п'езаэлектрычных керамічных вырабаў або п'езаэлектрычнай керамікі і металічнага ліста, так званага біморфнага элемента, ультрагукавыя хвалі выпраменьваюцца з-за вібрацыі пры выгіне. І наадварот, калі ультрагукавая вібрацыя ўжываецца да біморфнага элемента, генеруецца электрычны сігнал. Грунтуючыся на вышэйзгаданых эфектах, п'езаэлектрычная кераміка можа выкарыстоўвацца ў якасці ультрагукавых датчыкаў.
Як і ультрагукавой датчык, складаны вібратар гнутка замацаваны на падставе. Кампазітны вібратар уяўляе сабой камбінацыю рэзанатара і біморфнага п'езаэлектрычнага вібратара, які складаецца з металічнага ліста і п'езаэлектрычнага керамічнага ліста. Рэзанатар мае форму трубы, мэта складаецца ў тым, каб эфектыўна выпраменьваць ультрагукавыя хвалі, якія ўтвараюцца з-за вібрацыі, і эфектыўна канцэнтраваць ультрагукавыя хвалі ў цэнтральнай частцы вібратара.
Перавагі ультрагукавога датчыка: высокае падоўжнае разрозненне, і ён можа ідэнтыфікаваць празрыстыя, напаўпразрыстыя і дыфузныя аб'екты адлюстравання; асабліва падыходзіць для бескантактавых вымярэнняў у цёмных, вільготных і іншых суровых умовах; на аснове ультрагукавога датчыка сістэмы зандзіравання Лёгка рэалізаваць мініяцюрызацыі і інтэграцыі.
