अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सेंसर

        अल्ट्रासोनिक सेंसर अल्ट्रासाउंड की विशेषताओं का उपयोग करके विकसित सेंसर हैं। अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सेंसर सेंसर हैं जो अल्ट्रासोनिक सिग्नल को अन्य ऊर्जा संकेतों (आमतौर पर विद्युत संकेतों) में परिवर्तित करते हैं। अल्ट्रासाउंड एक यांत्रिक तरंग है जिसमें 20kHz से अधिक कंपन आवृत्ति होती है। इसमें उच्च आवृत्ति, छोटी तरंग दैर्ध्य, छोटे विवर्तन घटना, विशेष रूप से अच्छी प्रत्यक्षता की विशेषताएं हैं, और किरण और दिशात्मक प्रसार हो सकती हैं। अल्ट्रासाउंड में तरल पदार्थ और ठोस में प्रवेश करने की एक बड़ी क्षमता है, विशेष रूप से ठोस पदार्थों में जो सूर्य के प्रकाश के लिए अपारदर्शी हैं। अशुद्धियों या इंटरफेस का सामना करने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें परावर्तित गूँज बनाने के लिए महत्वपूर्ण प्रतिबिंब उत्पन्न करेंगी, और चलती वस्तुओं को छूने से डॉपलर प्रभाव पैदा हो सकता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर व्यापक रूप से उद्योग, राष्ट्रीय रक्षा, बायोमेडिसिन, आदि में उपयोग किए जाते हैं।

इस फ़ंक्शन को पूरा करने वाला उपकरण एक अल्ट्रासोनिक सेंसर है, जिसे पारंपरिक रूप से एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, या अल्ट्रासोनिक जांच कहा जाता है।

अल्ट्रासोनिक सेंसर के मुख्य प्रदर्शन संकेतक

एक अल्ट्रासाउंड जांच का मूल अपने प्लास्टिक या धातु जैकेट में एक पीजोइलेक्ट्रिक चिप है। वेफर का गठन करने वाली कई प्रकार की सामग्री हो सकती है। वेफर का आकार, जैसे व्यास और मोटाई भी अलग है, इसलिए प्रत्येक जांच का प्रदर्शन अलग है, हमें उपयोग से पहले इसके प्रदर्शन को समझना चाहिए। अल्ट्रासोनिक सेंसर के मुख्य प्रदर्शन संकेतकों में शामिल हैं:

    (1) कार्य आवृत्ति। ऑपरेटिंग आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक वेफर की अनुनाद आवृत्ति है। जब उस पर लागू एसी वोल्टेज की आवृत्ति चिप की अनुनाद आवृत्ति के बराबर होती है, तो आउटपुट ऊर्जा सबसे बड़ी होती है और संवेदनशीलता भी उच्चतम होती है।

    (२) काम करने का तापमान। चूंकि पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का क्यूरी पॉइंट आमतौर पर अपेक्षाकृत अधिक होता है, खासकर जब निदान के लिए अल्ट्रासोनिक जांच कम शक्ति का उपयोग करती है, काम करने का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है, और यह बिना असफलता के लंबे समय तक काम कर सकता है। मेडिकल अल्ट्रासाउंड जांच में अपेक्षाकृत अधिक तापमान होता है और अलग -अलग प्रशीतन उपकरण की आवश्यकता होती है।

    (३) संवेदनशीलता। यह मुख्य रूप से विनिर्माण वेफर पर ही निर्भर करता है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक बड़ा है और संवेदनशीलता अधिक है; अन्यथा, संवेदनशीलता कम है।

संरचना और कार्य सिद्धांत

    जब वोल्टेज को पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर लागू किया जाता है, तो वोल्टेज और आवृत्ति में परिवर्तन के साथ यांत्रिक विरूपण होगा। दूसरी ओर, जब पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक कंपन किया जाता है, तो एक चार्ज उत्पन्न होता है। इस सिद्धांत का उपयोग करते हुए, जब एक इलेक्ट्रिक सिग्नल दो पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक या एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक और एक धातु शीट, एक तथाकथित द्विध्रुवीय तत्व, अल्ट्रासोनिक तरंगों को झुकने के कारण उत्सर्जित किया जाता है, तो एक वाइब्रेटर पर लागू किया जाता है। इसके विपरीत, जब अल्ट्रासोनिक कंपन को एक द्विध्रुवीय तत्व पर लागू किया जाता है, तो एक विद्युत संकेत उत्पन्न होता है। उपरोक्त प्रभावों के आधार पर, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग अल्ट्रासोनिक सेंसर के रूप में किया जा सकता है।

    एक अल्ट्रासोनिक सेंसर की तरह, एक यौगिक वाइब्रेटर को लचीले ढंग से आधार पर तय किया जाता है। समग्र वाइब्रेटर एक गुंजयमानक और एक बिमॉर्फ पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्व वाइब्रेटर का एक संयोजन है जो एक धातु शीट और एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट से बना है। गुंजयमान एक तुरही के आकार में है, इसका उद्देश्य कंपन के कारण उत्पन्न अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रभावी ढंग से विकीर्ण करना है, और वाइब्रेटर के मध्य भाग में अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रभावी ढंग से केंद्रित करना है।

    अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सेंसर के फायदे: अनुदैर्ध्य संकल्प अधिक है, और यह पारदर्शी, पारभासी और फैलाना प्रतिबिंब वस्तुओं की पहचान कर सकता है; विशेष रूप से अंधेरे, आर्द्र और अन्य कठोर स्थितियों में गैर-संपर्क माप के लिए उपयुक्त; अल्ट्रासोनिक सेंसर सेंसिंग सिस्टम के आधार पर यह लघुकरण और एकीकरण का एहसास करना आसान है।