Wie funktionieren Ultraschallsensoren?

Ultraschallsensoren sind Geräte, die Ultraschallsignale in andere Energiesignale (normalerweise elektrische Signale) umwandeln, um den Abstand vom Sensor zum Zielobjekt zu messen. Ultraschallwelle ist eine mechanische Welle mit einer Schwingungsfrequenz von mehr als 20 kHz und die Eigenschaften einer hohen Frequenz, kurzer Wellenlänge und kleiner Beugungsphänomen, insbesondere einer guten Direktivität, die zu Strahlen werden und sich richtend ausbreiten kann.

Der Ultraschallsensor kann als Ultraschallabstandssensor verwendet werden, um den Abstand eines Zielobjekts zu messen, das Vorhandensein des Objekts sowie die Bewegung des Objekts durch Anwenden der elektrischen Signale auf den 40 -kHz -Keramikwandler (Sender) zum Übertragen von Ultraschallwellen und umzuwandeln in elektrische Signale (siehe Bild).

Ein Paar Ultraschallsensor besteht aus einem Sender und Empfänger, der als separate Einheiten verfügbar oder als einzelne Einheit eingebettet ist. Das folgende Bild zeigt den Manorshi 40 -kHz -Ultraschall -Sender und -Empfänger. (Weitere Informationen finden Sie auf der Manorshi -Website: www.manorshi.com )

Arbeit von Ultraschallsensoren

Ultraschall -Sender verwendet einen Piezoceramuskristall, der mit einem konischen Metallblech befestigt ist. Wenn eine elektrische Spannung auf das Piezoceramic angewendet wird, vibriert sie mit kontinuierlicher Expansion und Kontraktion. Infolgedessen werden nach der Eigenschaft von piezoelektrischem Material Ultraschallwellen erzeugt, die sich aufgrund der konischen Form des Resonators gerade ausbreiten.

Ultraschallempfänger arbeiten an dem genauen entgegengesetzten Konzept. Wenn die Ultraschallwelle durch den Resonator schlägt, vibriert der angeschlossene Vibrator (Metallplatte). Durch die Schwingung der piezoelektrischen Keramikscheibe am Vibrator wird ein Strom gemäß den Eigenschaften des piezoelektrischen Keramikmaterials erzeugt. Dieser Strom wird weiter aus den beiden externen Hinweisen entnommen.

Kurz gesagt, Ultraschallsensoren können Ultraschallwellen sowohl übertragen als auch empfangen. Bei der Übertragung von Ultraschallwellen wandelt es elektrische Energie in Ultraschallwellen um. Beim Empfangen von Echos wandelt es die Schwingung von Ultraschallwellen in elektrische Signale um, so dass es 'Ultraschallwandler' bezeichnet wird.

Leistungseigenschaften von Ultraschallsensoren

Aufgrund der strukturellen Merkmale des kreisförmigen piezoelektrischen Wafers haben die emittierten Ultraschallwellen eine bestimmte Direktivität, und der Querschnitt des Strahls ähnelt einer Ellipse, sodass der Nachweisbereich begrenzt ist. Der Nachweiswinkel der horizontalen Ebene beträgt 120 Grad und der Nachweiswinkel der vertikalen Ebene 60 Grad.

Merkmale von Ultraschallsensoren

1. Einfache Struktur und bequeme Herstellung;

2. nicht leicht durch elektromagnetische Umweltfelder zu stören;

3. Ultraschall ist nicht empfindlich gegenüber Licht und Farbe und kann verwendet werden, um transparente und schlecht reflektierende Objekte zu identifizieren.