अल्ट्रासोनिक सेंसर के फायदे और नुकसान

अल्ट्रासोनिक सेंसर में उच्च माप सटीकता, स्थिर संचालन और तापमान मुआवजे की विशेषताएं होती हैं। इनका व्यापक रूप से विनिर्माण, बिजली, धातुकर्म मापी गई निर्माण सामग्री, रसायन, भोजन, ऑटोमोबाइल, भंडारण, जहाज, जहाज, कपड़ा, परिवहन, अन्वेषण, तरल स्तर, स्तर की निगरानी, ​​​​खुली खाई प्रवाह का पता लगाने, रोबोट प्रौद्योगिकी, खाद्य प्रसंस्करण और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है, जो तरल सामग्री और ठोस सामग्री दोनों को माप सकते हैं।

हालाँकि अल्ट्रासाउंड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जैसा कि कहा जाता है, अच्छा सोना पर्याप्त नहीं है, कोई भी पूर्ण नहीं होता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर के बारे में आपकी पिछली समझ और अनुभव से, क्या अल्ट्रासोनिक सेंसर के कोई फायदे और नुकसान हैं, क्या इन फायदे और नुकसान का हमारे जीवन पर कोई निश्चित प्रभाव पड़ेगा? यह तब है जब हमें अल्ट्रासोनिक सेंसर को गहराई से समझने पर ध्यान देने की जरूरत है। 

सबसे पहले, अल्ट्रासोनिक सेंसर के कार्य सिद्धांत के बारे में बात करते हैं: अल्ट्रासोनिक सेंसर अल्ट्रासोनिक तरंगों की विशेषताओं का उपयोग करके विकसित एक सेंसर है। अल्ट्रासोनिक जांच मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक चिप्स से बनी होती है, जो अल्ट्रासोनिक तरंगों को संचारित और प्राप्त दोनों कर सकती है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक जनरेटर वास्तव में काम करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की अनुनाद का उपयोग करता है। इसमें दो पीजोइलेक्ट्रिक चिप्स और एक अनुनाद प्लेट है। जब इसके ध्रुवों पर लागू पल्स सिग्नल की आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक वेफर की प्राकृतिक दोलन आवृत्ति के बराबर होती है, तो पीजोइलेक्ट्रिक वेफर प्रतिध्वनित होगा और अनुनाद प्लेट को कंपन करने के लिए चलाएगा, जिससे अल्ट्रासोनिक तरंगें उत्पन्न होंगी। इसके विपरीत, यदि अनुनाद प्लेट को अल्ट्रासोनिक तरंगें प्राप्त होने पर दो इलेक्ट्रोडों के बीच कोई वोल्टेज लागू नहीं किया जाता है, तो यह कंपन करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक वेफर पर दबाव डालेगा और यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करेगा। इस समय यह एक अल्ट्रासोनिक रिसीवर बन जाता है। कम-शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक जांच का उपयोग ज्यादातर पता लगाने के लिए किया जाता है। उनकी कई अलग-अलग संरचनाएं हैं और उन्हें सीधी जांच (अनुदैर्ध्य तरंगें), तिरछी जांच (अनुप्रस्थ तरंगें), सतह जांच (सतह तरंगें), मेमने तरंग जांच (मेमना तरंग), और दोहरी जांच में विभाजित किया जा सकता है। एक जांच प्रतिबिंबित करती है और एक जांच प्राप्त करती है)।

दूसरे, वस्तुओं को मापने के लिए अल्ट्रासोनिक विशेषताओं के उपयोग के कई फायदे हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अल्ट्रासोनिक तरंगों में उच्च आवृत्ति, लघु तरंग दैर्ध्य और छोटे विवर्तन घटना, विशेष रूप से अच्छी दिशा की विशेषताएं होती हैं, और किरण और दिशात्मक प्रसार हो सकती हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगों में तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों को भेदने की बहुत अच्छी क्षमता होती है, विशेष रूप से अपारदर्शी सूर्य के ठोस पदार्थों में, जो दसियों मीटर की गहराई तक प्रवेश कर सकती हैं। अशुद्धियों या इंटरफेस का सामना करने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें महत्वपूर्ण प्रतिबिंब उत्पन्न करेंगी और प्रतिबिंबों को गूँज में बदल देंगी, और चलती वस्तुओं को छूने से डॉपलर प्रभाव उत्पन्न हो सकता है। अल्ट्रासोनिक विशेषताओं के आधार पर विकसित सेंसर को 'अल्ट्रासोनिक सेंसर' कहा जाता है और उद्योग, राष्ट्रीय रक्षा, बायोमेडिसिन आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, क्योंकि पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का क्यूरी बिंदु आम तौर पर अपेक्षाकृत अधिक होता है, विशेष रूप से निदान के लिए उपयोग किया जाने वाला अल्ट्रासोनिक सेंसर एक छोटे अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करता है, काम करने का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है, और यह विफलता के बिना लंबे समय तक काम कर सकता है। मेडिकल अल्ट्रासाउंड जांच में अपेक्षाकृत उच्च तापमान होता है और इसके लिए अलग प्रशीतन उपकरण की आवश्यकता होती है। संवेदनशीलता मुख्यतः वेफर पर ही निर्भर करती है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक बड़ा है और संवेदनशीलता अधिक है; अन्यथा, संवेदनशीलता कम है. इसके तीन कारण हैं:

1.वर्तमान अल्ट्रासोनिक सेंसर की आवृत्ति अपेक्षाकृत निश्चित है। उदाहरण के लिए, 40KHz सेंसर का उपयोग केवल 38-42KHz पर किया जा सकता है। अन्य आवृत्तियाँ समान हैं। वर्तमान में, व्यापक आवृत्ति रेंज वाले सेंसर शायद ही देखे जाते हैं, जैसे 40KHz ~ 500KHz;

2. ड्राइविंग वोल्टेज अपेक्षाकृत अधिक है, आमतौर पर 100Vp-p और 1500Vp-p के बीच। कई कम-वोल्टेज उपकरणों में, बूस्ट करने के लिए एक पल्स ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है, लेकिन यह कुछ जटिल समस्याएं भी लाएगा। यदि 3 ~ 5V लो वोल्टेज ड्राइव (अधिक पावर) वाला सेंसर हो तो बेहतर होगा;

3. संवेदनशीलता अधिक होनी चाहिए.

यह देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक सेंसर उस ध्वनि को उत्सर्जित, प्राप्त और विश्लेषण कर सकता है जिसे हमारा मानव कान नहीं पहचान सकता है। पता लगाने के संदर्भ में, अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग अल्ट्रासोनिक रेंजिंग और अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने जैसे कार्यों को प्राप्त कर सकता है, जिसका उपयोग पनडुब्बी जहाजों, दुश्मन पनडुब्बियों का पता लगाने और धातु की आंतरिक चोटों को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है। इन्हें उद्योग, कृषि, प्रकाश उद्योग और चिकित्सा उपचार जैसे विभिन्न तकनीकी क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है, जो हमारे जीवन से निकटता से संबंधित हैं।