Ultraschall-Entfernungssensor

        Ultraschallsensoren sind Sensoren, die die Eigenschaften von Ultraschall nutzen. Ultraschall-Entfernungssensoren sind Sensoren, die Ultraschallsignale in andere Energiesignale (normalerweise elektrische Signale) umwandeln.Ultraschall ist eine mechanische Welle mit einer Schwingungsfrequenz von mehr als 20 kHz.Es hat die Eigenschaften einer hohen Frequenz, einer kurzen Wellenlänge, eines kleinen Beugungsphänomens, einer besonders guten Richtwirkung und kann eine Strahl- und Richtungsausbreitung sein.Ultraschall hat eine hervorragende Fähigkeit, Flüssigkeiten und Feststoffe zu durchdringen, insbesondere solche, die für Sonnenlicht undurchsichtig sind.Ultraschallwellen, die auf Verunreinigungen oder Grenzflächen treffen, erzeugen erhebliche Reflexionen, um reflektierte Echos zu bilden, und die Berührung bewegter Objekte kann einen Doppler-Effekt erzeugen.Ultraschallsensoren werden häufig in der Industrie, der Landesverteidigung, der Biomedizin usw. eingesetzt.

Das Gerät, das diese Funktion erfüllt, ist ein Ultraschallsensor, der traditionell als Ultraschallwandler oder Ultraschallsonde bezeichnet wird.

Die wichtigsten Leistungsindikatoren von Ultraschallsensoren

Das Herzstück einer Ultraschallsonde ist ein piezoelektrischer Chip in seinem Kunststoff- oder Metallmantel.Der Wafer kann aus vielen Arten von Materialien bestehen.Die Größe des Wafers, wie Durchmesser und Dicke, ist ebenfalls unterschiedlich, sodass die Leistung jeder Sonde unterschiedlich ist. Wir müssen ihre Leistung vor der Verwendung verstehen.Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren von Ultraschallsensoren gehören:

    (1) Arbeitsfrequenz.Die Betriebsfrequenz ist die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Wafers.Wenn die Frequenz der angelegten Wechselspannung gleich der Resonanzfrequenz des Chips ist, ist die Ausgangsenergie am größten und auch die Empfindlichkeit am höchsten.

    (2) Arbeitstemperatur.Da der Curie-Punkt piezoelektrischer Materialien im Allgemeinen relativ hoch ist, insbesondere wenn die Ultraschallsonde für die Diagnose weniger Strom verbraucht, ist die Arbeitstemperatur relativ niedrig und sie kann lange Zeit ohne Ausfall arbeiten.Medizinische Ultraschallsonden weisen relativ hohe Temperaturen auf und erfordern separate Kühlgeräte.

    (3) Empfindlichkeit.Dies hängt hauptsächlich vom Herstellungswafer selbst ab.Der elektromechanische Kopplungskoeffizient ist groß und die Empfindlichkeit hoch;andernfalls ist die Empfindlichkeit gering.

Aufbau und Funktionsprinzip

    Wenn Spannung an piezoelektrische Keramik angelegt wird, kommt es zu einer mechanischen Verformung mit Änderungen der Spannung und Frequenz.Wenn andererseits die piezoelektrische Keramik in Schwingungen versetzt wird, wird eine Ladung erzeugt.Wenn bei diesem Prinzip ein elektrisches Signal an einen Vibrator angelegt wird, der aus zwei piezoelektrischen Keramiken oder einer piezoelektrischen Keramik und einem Metallblech besteht, einem sogenannten bimorphen Element, werden aufgrund der Biegeschwingung Ultraschallwellen ausgesendet.Wenn umgekehrt Ultraschallschwingungen auf ein bimorphes Element angewendet werden, wird ein elektrisches Signal erzeugt.Aufgrund der oben genannten Effekte können piezoelektrische Keramiken als Ultraschallsensoren eingesetzt werden.

    Ein Verbundrüttler ist wie ein Ultraschallsensor flexibel auf dem Untergrund befestigt.Der Verbundvibrator ist eine Kombination aus einem Resonator und einem bimorphen piezoelektrischen Elementvibrator, der aus einer Metallplatte und einer piezoelektrischen Keramikplatte besteht.Der Resonator hat die Form einer Trompete. Der Zweck besteht darin, die durch Vibration erzeugten Ultraschallwellen effektiv abzustrahlen und die Ultraschallwellen effektiv im zentralen Teil des Vibrators zu konzentrieren.

    Die Vorteile des Ultraschall-Entfernungssensors: Die Längsauflösung ist hoch und er kann transparente, durchscheinende und diffus reflektierende Objekte identifizieren;besonders geeignet für berührungslose Messungen bei Dunkelheit, Feuchtigkeit und anderen rauen Bedingungen;Basierend auf dem Ultraschallsensor-Erkennungssystem ist es einfach, Miniaturisierung und Integration zu realisieren.