Ultrazvukový senzor

        Ultrazvukové senzory jsou senzory vyvinuté pomocí charakteristik ultrazvuku. Ultrazvukové senzory jsou senzory, které přeměňují ultrazvukové signály na jiné energetické signály (obvykle elektrické signály). Ultrazvuk je mechanická vlna s vibrační frekvencí vyšší než 20 kHz. Má vlastnosti vysoké frekvence, krátké vlnové délky, jev malé difrakci, zejména dobré směrnosti, a může to být paprsek a směrové šíření. Ultrazvuk má skvělou schopnost proniknout kapalinami a pevné látky, zejména v pevných látkách, které jsou neprůhledné sluneční světlo. Ultrazvukové vlny, které se setkávají s nečistotami nebo rozhraními, vytvoří významné odrazy k vytvoření odrazených ozvěn a dotykové pohybující se objekty mohou způsobit Dopplerův efekt. Ultrazvukové senzory se široce používají v průmyslu, národní obraně, biomedicíně atd.

Zařízení, které tuto funkci plní, je ultrazvukový senzor, který se tradičně nazývá ultrazvukový převodník nebo ultrazvukovou sondu.

Hlavní ukazatele výkonu ultrazvukových senzorů

Jádrem ultrazvukové sondy je piezoelektrický čip v plastové nebo kovové bundě. Může existovat mnoho druhů materiálů, které tvoří oplatku. Velikost oplatky, jako je průměr a tloušťka, se také liší, takže výkon každé sondy je odlišný, musíme před použitím pochopit její výkon. Mezi hlavní ukazatele výkonu ultrazvukových senzorů patří:

    (1) Pracovní frekvence. Provozní frekvence je rezonanční frekvence piezoelektrické oplatky. Když je nanesena frekvence napětí AC rovná rezonanční frekvenci čipu, je výstupní energie největší a citlivost je také nejvyšší.

    (2) Pracovní teplota. Protože bod Curie piezoelektrických materiálů je obecně relativně vysoký, zejména když ultrazvuková sonda pro diagnózu využívá menší výkon, pracovní teplota je relativně nízká a může fungovat po dlouhou dobu bez selhání. Lékařské ultrazvukové sondy mají relativně vysoké teploty a vyžadují samostatné chladicí zařízení.

    (3) citlivost. Závisí to hlavně na samotné výrobní destičce. Elektromechanický koeficient vazby je velký a citlivost je vysoká; Jinak je citlivost nízká.

Struktura a pracovní princip

    Když je napětí aplikováno na piezoelektrickou keramiku, dojde k mechanické deformaci se změnami napětí a frekvence. Na druhé straně, když je vibrace piezoelektrická keramika vibrace, je generován náboj. Pomocí tohoto principu, když je elektrický signál aplikován na vibrátor složený ze dvou piezoelektrické keramiky nebo piezoelektrické keramiky a kovového plechu, je tzv. Bimorfní prvek emitován ultrazvukové vlny kvůli ohybové vibraci. Naopak, když jsou ultrazvukové vibrace aplikovány na prvek bimorfu, generuje se elektrický signál. Na základě výše uvedených účinků může být piezoelektrická keramika použita jako ultrazvukové senzory.

    Jako ultrazvukový senzor je na základně flexibilně upevněn vibrátor. Kompozitní vibrátor je kombinací rezonátoru a vibrátoru bimorfního piezoelektrického prvku složeného z kovového plechu a piezoelektrického keramického listu. Rezonátor je ve tvaru trumpety, účelem je účinně vyzařovat ultrazvukové vlny generované v důsledku vibrací a účinně soustředit ultrazvukové vlny ve střední části vibrátoru.

    Výhody senzoru ultrazvuku: podélné rozlišení je vysoké a může identifikovat průhledné, průsvitné a difúzní odrazové objekty; zejména vhodné pro nekontaktní měření ve tmavých, vlhkých a jiných drsných podmínkách; Na základě systému snímání ultrazvuku je snadné realizovat miniaturizaci a integraci.