Zobrazení: 585 Autor: Editor webu Čas publikování: 21. 5. 2020 Původ: místo
Ultrazvukové senzory se vyznačují vysokou přesností měření, stabilním provozem a teplotní kompenzací. Jsou široce používány ve výrobě, energetice, hutnických měřených stavebních materiálech, chemikáliích, potravinách, automobilech, skladování, lodích, textiliích, dopravě, průzkumu, hladině kapalin, monitorování hladiny, detekci průtoku v otevřeném příkopu, robotické technologii, zpracování potravin a v dalších průmyslových odvětvích mohou měřit kapalné i pevné materiály.
Přestože se ultrazvuk hojně používá, lidově řečeno, dobré zlato nestačí, nikdo není dokonalý. Z vašeho dosavadního chápání a zkušeností s ultrazvukovými senzory, existují nějaké výhody a nevýhody ultrazvukových senzorů, budou mít tyto výhody a nevýhody určitý dopad na náš život? To je, když rozumíme ultrazvukovým senzorům do hloubky, je třeba věnovat pozornost.
Nejprve si povíme něco o principu fungování ultrazvukového senzoru: ultrazvukový senzor je senzor vyvinutý s využitím charakteristik ultrazvukových vln. Ultrazvuková sonda se skládá hlavně z piezoelektrických čipů, které mohou vysílat i přijímat ultrazvukové vlny. Piezoelektrický ultrazvukový generátor ve skutečnosti využívá k práci rezonanci piezoelektrického krystalu. Má dva piezoelektrické čipy a rezonanční desku. Když je frekvence pulzního signálu aplikovaného na jeho póly rovna vlastní frekvenci oscilace piezoelektrického plátku, piezoelektrický plátek bude rezonovat a přiměje rezonanční desku k vibraci, která bude generovat ultrazvukové vlny. Naopak, pokud mezi dvě elektrody není aplikováno žádné napětí, když rezonanční deska přijímá ultrazvukové vlny, přitlačí piezoelektrický plátek, aby vibroval a přeměnil mechanickou energii na elektrické signály. V této době se stává ultrazvukovým přijímačem. K detekci se většinou používají nízkovýkonové ultrazvukové sondy. Mají mnoho různých struktur a lze je rozdělit na přímé sondy (podélné vlny), šikmé sondy (příčné vlny), povrchové sondy (povrchové vlny), jehněčí vlnové sondy (jehněčí vlna) a duální sondy Jedna sonda odráží a jedna sonda přijímá).
Za druhé, použití ultrazvukových charakteristik k měření objektů má mnoho výhod. Je to proto, že ultrazvukové vlny mají vlastnosti vysoké frekvence, krátké vlnové délky a malé difrakční jevy, zejména dobrou směrovost, a mohou se šířit paprsky a směrově. Ultrazvukové vlny mají velkou schopnost pronikat kapalinami a pevnými látkami, zejména v neprůhledných slunečních pevných látkách, které mohou proniknout do hloubky desítek metrů. Ultrazvukové vlny, které se setkají s nečistotami nebo rozhraními, budou produkovat významné odrazy a formovat odrazy do ozvěny a dotyk pohybujících se objektů může vyvolat Dopplerův efekt. Senzory vyvinuté na základě ultrazvukových charakteristik se nazývají 'ultrazvukové senzory' a jsou široce používány v průmyslu, národní obraně, biomedicíně atd.
Protože však Curieův bod piezoelektrického materiálu je obecně relativně vysoký, zejména ultrazvukový senzor používaný pro diagnostiku používá malý ultrazvukový senzor, je pracovní teplota relativně nízká a může fungovat po dlouhou dobu bez selhání. Lékařské ultrazvukové sondy mají relativně vysoké teploty a vyžadují samostatné chladicí zařízení. Citlivost závisí především na samotném waferu. Koeficient elektromechanické vazby je velký a citlivost je vysoká; jinak je citlivost nízká. Existují tři důvody:
1. Frekvence současných ultrazvukových senzorů je relativně pevná. Například snímač 40 kHz lze použít pouze při 38-42 kHz. Ostatní frekvence jsou podobné. V současné době jsou senzory s širokým frekvenčním rozsahem sotva vidět, jako je 40 kHz ~ 500 kHz;
2.Hnací napětí je relativně vysoké, obecně mezi 100Vp-p a 1500Vp-p. V mnoha nízkonapěťových zařízeních je pro zesílení vyžadován pulzní transformátor, ale také to přinese některé komplikované problémy. Pokud je k dispozici snímač s 3 ~ 5V nízkonapěťovým pohonem (větší výkon), bude to lepší;
3. Citlivost by měla být vyšší.
Je vidět, že ultrazvukový senzor dokáže vysílat, přijímat a analyzovat zvuk, který naše lidské ucho nedokáže zachytit. Pokud jde o detekci, použití ultrazvukových senzorů může dosáhnout funkcí, jako je ultrazvukové měření vzdálenosti a ultrazvuková detekce defektů, které lze použít k detekci vraků ponorek, nepřátelských ponorek a zobrazení kovových vnitřních zranění. Ty lze aplikovat do různých technických oborů jako je průmysl, zemědělství, lehký průmysl a lékařství, které úzce souvisejí s naším životem.
