Ventajas y desventajas de los sensores ultrasónicos.

Los sensores ultrasónicos tienen las características de alta precisión de medición, funcionamiento estable y compensación de temperatura. Son ampliamente utilizados en fabricación, energía, materiales de construcción medidos metalúrgicamente, productos químicos, alimentos, automóviles, almacenamiento, barcos, barcos, textiles, transporte, exploración, nivel de líquido, monitoreo de nivel, detección de flujo en zanjas abiertas, tecnología robótica, procesamiento de alimentos y otras industrias pueden medir tanto materiales líquidos como sólidos.

Aunque el ultrasonido es muy utilizado, como dice el refrán, el buen oro no basta, nadie es perfecto. Según su comprensión y experiencia previas con los sensores ultrasónicos, ¿existen ventajas y desventajas de los sensores ultrasónicos? ¿Tendrán estas ventajas y desventajas un cierto impacto en nuestras vidas? Aquí es cuando comprendemos en profundidad los sensores ultrasónicos y debemos prestar atención. 

En primer lugar, hablemos del principio de funcionamiento del sensor ultrasónico: el sensor ultrasónico es un sensor desarrollado utilizando las características de las ondas ultrasónicas. La sonda ultrasónica se compone principalmente de chips piezoeléctricos, que pueden transmitir y recibir ondas ultrasónicas. El generador ultrasónico piezoeléctrico en realidad utiliza la resonancia del cristal piezoeléctrico para funcionar. Dispone de dos chips piezoeléctricos y una placa de resonancia. Cuando la frecuencia de la señal de pulso aplicada a sus polos es igual a la frecuencia de oscilación natural de la oblea piezoeléctrica, la oblea piezoeléctrica resonará e impulsará la vibración de la placa de resonancia, lo que generará ondas ultrasónicas. Por el contrario, si no se aplica voltaje entre los dos electrodos cuando la placa de resonancia recibe ondas ultrasónicas, presionará la oblea piezoeléctrica para que vibre y convierta la energía mecánica en señales eléctricas. En este momento, se convierte en un receptor de ultrasonidos. Para la detección se utilizan principalmente sondas ultrasónicas de baja potencia. Tienen muchas estructuras diferentes y se pueden dividir en sondas rectas (ondas longitudinales), sondas oblicuas (ondas transversales), sondas de superficie (ondas superficiales), sondas de ondas lamb (ondas lamb) y sondas duales (una sonda refleja y la otra recibe).

En segundo lugar, el uso de características ultrasónicas para medir objetos tiene muchas ventajas. Esto se debe a que las ondas ultrasónicas tienen las características de alta frecuencia, longitud de onda corta y pequeños fenómenos de difracción, especialmente buena directividad, y pueden ser rayos y propagación direccional. Las ondas ultrasónicas tienen una gran capacidad para penetrar líquidos y sólidos, especialmente en sólidos solares opacos, que pueden penetrar a una profundidad de decenas de metros. Las ondas ultrasónicas que encuentran impurezas o interfaces producirán reflejos significativos y formarán reflejos en ecos, y tocar objetos en movimiento puede producir el efecto Doppler. Los sensores desarrollados en base a características ultrasónicas se denominan 'sensores ultrasónicos' y se utilizan ampliamente en la industria, la defensa nacional, la biomedicina, etc.

Sin embargo, debido a que el punto Curie del material piezoeléctrico es generalmente relativamente alto, especialmente el sensor ultrasónico utilizado para el diagnóstico utiliza un sensor ultrasónico pequeño, la temperatura de trabajo es relativamente baja y puede funcionar durante mucho tiempo sin fallar. Las sondas de ultrasonido médicas tienen temperaturas relativamente altas y requieren equipos de refrigeración separados. La sensibilidad depende principalmente de la propia oblea. El coeficiente de acoplamiento electromecánico es grande y la sensibilidad es alta; de lo contrario, la sensibilidad es baja. Hay tres razones:

1.La frecuencia de los sensores ultrasónicos actuales es relativamente fija. Por ejemplo, un sensor de 40 KHz sólo s3=140 mm × 92 mm × 42 mm

2. El voltaje de conducción es relativamente alto, generalmente entre 100 Vp-p y 1500 Vp-p. En muchos dispositivos de bajo voltaje, se requiere un transformador de impulsos para aumentar, pero esto también traerá algunos problemas complicados. Si hay un sensor con unidad de bajo voltaje de 3 ~ 5 V (mayor potencia), será mejor;

3.La sensibilidad debería ser mayor.

Se puede observar que el sensor ultrasónico puede emitir, recibir y analizar el sonido que nuestro oído humano no puede detectar. En términos de detección, el uso de sensores ultrasónicos puede lograr funciones como alcance ultrasónico y detección de fallas ultrasónicas, que pueden usarse para detectar naufragios de submarinos, submarinos enemigos y mostrar lesiones internas de metal. Estos se pueden aplicar a diversos campos técnicos, como la industria, la agricultura, la industria ligera y el tratamiento médico, que están estrechamente relacionados con nuestras vidas.