Visninger: 87 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 14-04-2020 Oprindelse: websted
Ultralydssensorer er sensorer udviklet ved hjælp af ultralyds egenskaber. Ultralydsafstandssensorer er sensorer, der konverterer ultralydssignaler til andre energisignaler (normalt elektriske signaler). Ultralyd er en mekanisk bølge med en vibrationsfrekvens højere end 20 kHz. Det har karakteristika af høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god retningsbestemmelse, og kan være stråle- og retningsudbredelse. Ultralyd har en stor evne til at trænge igennem væsker og faste stoffer, især i faste stoffer, der er uigennemsigtige for sollys. Ultralydsbølger, der støder på urenheder eller grænseflader, vil producere betydelige refleksioner for at danne reflekterede ekkoer, og berøring af bevægelige objekter kan frembringe Doppler-effekt. Ultralydssensorer er meget udbredt i industrien, nationalt forsvar, biomedicin osv.
Enheden, der udfører denne funktion, er en ultralydssensor, som traditionelt kaldes en ultralydstransducer eller ultralydssonde.
| Center frekvens | 40±1,0KHz |
| Sender lydtrykniveau | 100dB min. |
| Modtagelse af følsomhed | -72dB min. |
| Ekkofølsomhed | ≥230mV |
| Ringer (ms) | 1,2 maks |
| Kapacitans kl | 1Khz±20% 2400pF |
| Maks. kørespænding (fortsat) | 20 Vrms |
| Total strålevinkel | -6dB 47° typisk |
| Forfaldstid | ≤1,2 ms |
| Driftstemperatur | -30～+80℃ |
| Opbevaringstemperatur | -30～+80℃ |
Kernen i en ultralydssonde er en piezoelektrisk chip i dens plast- eller metalkappe. Der kan være mange slags materialer, der udgør waferen. Størrelsen af waferen, såsom diameter og tykkelse er også forskellige, så ydeevnen af hver sonde er forskellig, vi skal forstå dens ydeevne før brug. De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer inkluderer:
(1) Arbejdsfrekvens. Driftsfrekvensen er resonansfrekvensen af den piezoelektriske wafer. Når frekvensen af vekselspændingen påført den er lig med chippens resonansfrekvens, er udgangsenergien den største, og følsomheden er også den højeste.
(2) Arbejdstemperatur. Da Curie-punktet for piezoelektriske materialer generelt er relativt højt, især når ultralydssonden til diagnose bruger mindre strøm, er arbejdstemperaturen relativt lav, og den kan fungere i lang tid uden fejl. Medicinske ultralydsonder har relativt høje temperaturer og kræver separat køleudstyr.
(3) Følsomhed. Det afhænger hovedsageligt af selve fremstillingswaferen. Den elektromekaniske koblingskoefficient er stor, og følsomheden er høj; ellers er følsomheden lav.
Når spænding påføres piezoelektrisk keramik, vil der forekomme mekanisk deformation med ændringer i spænding og frekvens. På den anden side, når den piezoelektriske keramik vibreres, genereres en ladning. Ved at bruge dette princip, når et elektrisk signal påføres en vibrator, der består af to piezoelektriske keramik eller en piezoelektrisk keramik og en metalplade, et såkaldt bimorft element, udsendes ultralydsbølger på grund af bøjningsvibrationer. Omvendt, når ultralydsvibration påføres et bimorft element, genereres et elektrisk signal. Baseret på ovenstående effekter kan piezoelektrisk keramik bruges som ultralydssensorer.
Som en ultralydssensor er en sammensat vibrator fleksibelt fastgjort på basen. Den sammensatte vibrator er en kombination af en resonator og en bimorf piezoelektrisk elementvibrator sammensat af en metalplade og en piezoelektrisk keramisk plade. Resonatoren er i form af en trompet, formålet er effektivt at udstråle de ultralydsbølger, der genereres på grund af vibrationer, og effektivt at koncentrere ultralydsbølgerne i den centrale del af vibratoren.
Fordelene ved ultralydsafstandssensoren: den langsgående opløsning er høj, og den kan identificere gennemsigtige, gennemskinnelige og diffuse reflektionsobjekter; specielt velegnet til berøringsfri måling i mørke, fugtige og andre barske forhold; baseret på ultralydssensorsensorsystemet Det er nemt at realisere miniaturisering og integration.
