Ventajas y desventajas de los sensores ultrasónicos

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

Aunque el ultrasonido se usa ampliamente, como dice el dicho, el buen oro no es suficiente, nadie es perfecto. A partir de su comprensión y experiencia anteriores de los sensores ultrasónicos, ¿hay alguna ventaja y desventajas de los sensores ultrasónicos, estas ventajas y desventajas tendrán un cierto impacto en nuestras vidas? Esto es cuando entendemos los sensores ultrasónicos en profundidad, debemos prestar atención. 

En primer lugar, hablemos sobre el 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. Tiene 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 y conducirá la placa de resonancia a vibrar, lo que generará ondas ultrasónicas. Por el contrario, si no se aplica ningún voltaje entre los dos electrodos cuando la placa de resonancia recibe ondas ultrasónicas, presionará la oblea piezoeléctrica para vibrar y convertir la energía mecánica en señales eléctricas. En este momento, se convierte en un receptor ultrasónico. Las sondas ultrasónicas de baja potencia se usan principalmente para la detección. Tienen muchas estructuras diferentes y se pueden dividir en sondas rectas (ondas longitudinales), sondas oblicuas (ondas transversales), sondas superficiales (ondas superficiales), sondas de onda de cordero (onda de cordero) y sondas duales que se refleja una sonda y una sonda 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 una buena directividad, y pueden ser propagación de rayos y direccionales. Las ondas ultrasónicas tienen una gran capacidad para penetrar líquidos y sólidos, especialmente en sólidos solares opacos, que pueden penetrar una profundidad de decenas de metros. Las ondas ultrasónicas que encuentran impurezas o interfaces producirán reflexiones significativas y formarán reflexiones en ecos, y tocar objetos en movimiento puede producir el efecto Doppler. Los sensores desarrollados en base a las 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 falla. Las sondas de ultrasonido médico tienen temperaturas relativamente altas y requieren equipos de refrigeración separados. La sensibilidad depende principalmente de la oblea en sí. 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 solo se puede usar a 38-42 kHz. Otras frecuencias son similares. En la actualidad, los sensores con un amplio rango de frecuencia apenas se ven, como 40kHz ~ 500kHz;

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

3. La sensibilidad debe ser mayor.

Se puede ver 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 el rango ultrasónico y la detección de defectos ultrasónicos, que pueden usarse para detectar naufragios submarinos, submarinos enemigos y mostrar lesiones internas de metal. Estos pueden aplicarse a diversos campos técnicos, como la industria, la agricultura, la industria ligera y el tratamiento médico, que están estrechamente relacionados con nuestras vidas.