Pregleda: 87 Autor: Urednik stranice Vrijeme objave: 2020-04-14 Porijeklo: stranica
Ultrazvučni senzori su senzori razvijeni korištenjem karakteristika ultrazvuka. Ultrazvučni senzori za mjerenje udaljenosti su senzori koji pretvaraju ultrazvučne signale u druge energetske signale (obično električne signale). Ultrazvuk je mehanički val s frekvencijom vibracije većom od 20 kHz. Ima karakteristike visoke frekvencije, kratke valne duljine, malog fenomena difrakcije, posebno dobre usmjerenosti i može se širiti zrakom i usmjereno. Ultrazvuk ima veliku sposobnost prodiranja u tekućine i krutine, posebno u krutine koje su neprozirne za sunčevu svjetlost. Ultrazvučni valovi koji nailaze na nečistoće ili sučelja proizvest će značajne refleksije u obliku reflektiranih odjeka, a dodirivanje pokretnih objekata može proizvesti Dopplerov učinak. Ultrazvučni senzori imaju široku primjenu u industriji, nacionalnoj obrani, biomedicini itd.
Uređaj koji ostvaruje ovu funkciju je ultrazvučni senzor, koji se tradicionalno naziva ultrazvučni pretvornik ili ultrazvučna sonda.
| Središnja frekvencija | 40±1.0KHz |
| Prijenos razine zvučnog tlaka | 100dB min. |
| Prijemna osjetljivost | -72dB min. |
| Osjetljivost na jeku | ≥230 mV |
| Zvono (ms) | 1,2 maks |
| Kapacitet pri | 1Khz±20% 2400pF |
| Maks. pogonski napon (nastavak) | 20Vrms |
| Ukupni kut snopa | -6dB 47° tipično |
| Vrijeme raspadanja | ≤1,2 ms |
| Radna temperatura | -30～+80℃ |
| Temperatura skladištenja | -30～+80℃ |
Jezgra ultrazvučne sonde je piezoelektrični čip u plastičnom ili metalnom omotaču. Može postojati mnogo vrsta materijala koji čine pločicu. Veličina vafla, kao što su promjer i debljina također su različite, tako da je izvedba svake sonde drugačija, moramo razumjeti njezinu izvedbu prije upotrebe. Glavni pokazatelji učinkovitosti ultrazvučnih senzora uključuju:
(1) Radna frekvencija. Radna frekvencija je rezonantna frekvencija piezoelektrične pločice. Kada je frekvencija izmjeničnog napona primijenjenog na njega jednaka rezonantnoj frekvenciji čipa, izlazna energija je najveća, a osjetljivost je također najveća.
(2) Radna temperatura. Budući da je Curiejeva točka piezoelektričnih materijala općenito relativno visoka, posebno kada ultrazvučna sonda za dijagnostiku koristi manje energije, radna temperatura je relativno niska i može raditi dugo vremena bez kvara. Medicinske ultrazvučne sonde imaju relativno visoke temperature i zahtijevaju posebnu rashladnu opremu.
(3) Osjetljivost. To uglavnom ovisi o samoj proizvodnji pločice. Koeficijent elektromehaničke sprege je velik, a osjetljivost visoka; inače je osjetljivost niska.
Kada se na piezoelektričnu keramiku primijeni napon, doći će do mehaničke deformacije s promjenama napona i frekvencije. S druge strane, kada piezoelektrična keramika vibrira, stvara se naboj. Koristeći ovaj princip, kada se električni signal primijeni na vibrator koji se sastoji od dvije piezoelektrične keramike ili piezoelektrične keramike i metalnog lima, takozvani bimorfni element, ultrazvučni valovi se emitiraju zbog vibracija savijanja. Nasuprot tome, kada se ultrazvučna vibracija primijeni na bimorfni element, generira se električni signal. Na temelju navedenih učinaka, piezoelektrična keramika može se koristiti kao ultrazvučni senzor.
Poput ultrazvučnog senzora, složeni vibrator je fleksibilno pričvršćen na bazu. Kompozitni vibrator kombinacija je rezonatora i vibratora s bimorfnim piezoelektričnim elementom koji se sastoji od metalnog lima i piezoelektričnog keramičkog lima. Rezonator je u obliku trube, a svrha mu je učinkovito zračenje ultrazvučnih valova nastalih uslijed vibracija, te učinkovito koncentriranje ultrazvučnih valova u središnjem dijelu vibratora.
Prednosti ultrazvučnog senzora za domet: visoka je uzdužna rezolucija i može identificirati prozirne, prozirne i objekte s difuznom refleksijom; posebno pogodan za beskontaktno mjerenje u mračnim, vlažnim i drugim teškim uvjetima; na temelju ultrazvučnog senzorskog senzorskog sustava Lako je ostvariti minijaturizaciju i integraciju.
