Ultraääni -anturi

        Ultraäänianturit ovat antureita, jotka on kehitetty ultraäänen ominaisuuksien avulla. Ultraääni -anturit ovat antureita, jotka muuttavat ultraäänisignaalit muiksi energiasignaaleiksi (yleensä sähkösignaaleiksi). Ultraääni on mekaaninen aalto, jonka värähtelytaajuus on yli 20 kHz. Sillä on korkean taajuuden, lyhyen aallonpituuden, pienen diffraktioilmiön ominaisuudet, erityisesti hyvän ohjauksen, ja se voi olla säteen ja suuntainen eteneminen. Ultraäänellä on suuri kyky tunkeutua nesteisiin ja kiinteisiin aineisiin, etenkin kiinteissä aineissa, jotka ovat läpinäkymättömiä auringonvaloon. Ultraääniaallot, jotka kohtaavat epäpuhtauksia tai rajapintoja, tuottavat merkittäviä heijastuksia heijastuneiden kaikujen muodostamiseksi, ja liikkuvien esineiden koskettaminen voi tuottaa Doppler -vaikutusta. Ultraääniantureita käytetään laajasti teollisuudessa, kansallisessa puolustuksessa, biolääketieteessä jne.

Tämän toiminnon suorittanut laite on ultraäänianturi, jota perinteisesti kutsutaan ultraäänimuuntimeksi tai ultraäänikoettimeksi.

Ultraäänianturien tärkeimmät suoritusindikaattorit

Ultraäänikoettimen ydin on pietsosähköinen siru muovi- tai metallitakkiin. Vakoa voi olla monenlaisia ​​materiaaleja. Kiekon koko, kuten halkaisija ja paksuus, ovat myös erilaisia, joten kunkin koettimen suorituskyky on erilainen, meidän on ymmärrettävä sen suorituskyky ennen käyttöä. Ultraäänianturien tärkeimmät suorituskykyindikaattorit sisältävät:

    (1) Työtaajuus. Käyttötaajuus on pietsosähköisen kiekon resonanssitaajuus. Kun siihen kohdistetun vaihtojännitteen taajuus on yhtä suuri kuin sirun resonanssitaajuus, lähtöenergia on suurin ja herkkyys on myös korkein.

    (2) työlämpötila. Koska pietsosähköisten materiaalien Curie -piste on yleensä suhteellisen korkea, varsinkin kun diagnoosin ultraäänikoetin käyttää vähemmän tehoa, työlämpötila on suhteellisen alhainen ja se voi toimia pitkään ilman epäonnistumista. Lääketieteellisten ultraäänikoettimien lämpötilat ovat suhteellisen korkeat ja ne vaativat erillisiä jäähdytyslaitteita.

    (3) herkkyys. Se riippuu pääasiassa itse valmistuskiekosta. Sähkömekaaninen kytkentäkerroin on suuri ja herkkyys on korkea; Muuten herkkyys on alhainen.

Rakenne ja työperiaate

    Kun jännitettä levitetään pietsosähköiseen keramiikkaan, mekaaniset muodonmuutokset tapahtuvat jännitteen ja taajuuden muutoksilla. Toisaalta, kun pietsosähköinen keraaminen värisee, lataus syntyy. Tätä periaatetta käyttämällä, kun sähköinen signaali levitetään kahdesta pietsosähköistä keramiikasta tai pietsosähköistä keraamista ja metallilevyä, ns. Bimorf-elementtiä, ultraääniaaltoja säteilee taivutuksen värähtelyn vuoksi. Sitä vastoin, kun ultraääni tärinä kohdistetaan bimorf -elementtiin, syntyy sähköinen signaali. Yllä olevien vaikutusten perusteella pietsosähköisiä keramiikkaa voidaan käyttää ultraääniantureina.

    Kuten ultraäänianturi, yhdistelmävibraattori on joustavasti kiinnitetty pohjaan. Komposiittivibraattori on yhdistelmä resonaattoria ja bimorfia pietsosähköistä elementin värähtelyä, joka koostuu metallilevystä ja pietsosähköisestä keraamisesta levystä. Resonaattori on trumpetin muodossa, tarkoituksena on säteillä tehokkaasti värähtelyn vuoksi syntyneet ultraääniaallot ja keskittää ultraääniaallot tehokkaasti värähtelyn keskiosaan.

    Ultraääni -anturin edut: pitkittäisresoluutio on korkea, ja se voi tunnistaa läpinäkyvät, läpikuultavat ja diffuusi heijastusobjektit; Erityisesti soveltuvan yhteydenpidon mittaamiseen pimeässä, kosteassa ja muissa ankarissa olosuhteissa; Ultraäänianturien anturijärjestelmän perusteella on helppo toteuttaa miniatyrainti ja integraatio.