Megtekintések: 87 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2020-04-14 Eredet: Telek
Az ultrahangos érzékelők olyan érzékelők, amelyeket az ultrahang jellemzőinek felhasználásával fejlesztettek ki. Az ultrahangos távolságmérő érzékelők olyan érzékelők, amelyek az ultrahangos jeleket más energiajelekké (általában elektromos jelekké) alakítják át. Az ultrahang egy mechanikus hullám, amelynek rezgési frekvenciája meghaladja a 20 kHz-et. Jellemzői a magas frekvencia, a rövid hullámhossz, a kis diffrakciós jelenség, különösen a jó irányíthatóság, és lehet sugár- és irányterjedés. Az ultrahang kiválóan képes behatolni a folyadékokba és szilárd anyagokba, különösen a napfény számára átlátszatlan szilárd anyagokba. A szennyeződésekkel vagy interfészekkel találkozó ultrahanghullámok jelentős visszaverődést keltenek, és visszavert visszhangot hoznak létre, a mozgó tárgyak érintése pedig Doppler-effektust válthat ki. Az ultrahangos érzékelőket széles körben használják az iparban, a honvédelemben, a biomedicinában stb.
Ezt a funkciót egy ultrahangos érzékelő végzi, amelyet hagyományosan ultrahangos átalakítónak vagy ultrahangos szondának neveznek.
| Középfrekvencia | 40±1.0KHz |
| Hangnyomásszint átvitele | 100dB min. |
| Érzékenység fogadása | -72 dB min. |
| Visszhangérzékenység | ≥230mV |
| Csengetés (ms) | 1,2 max |
| Kapacitás at | 1Khz±20% 2400pF |
| Max. vezetési feszültség (folyt.) | 20 Vrms |
| Teljes sugárszög | -6dB 47° jellemző |
| Bomlási idő | ≤1,2 ms |
| Üzemi hőmérséklet | -30 ～+80 ℃ |
| Tárolási hőmérséklet | -30 ～+80 ℃ |
Az ultrahangszonda magja egy piezoelektromos chip a műanyag vagy fém köpenyében. Az ostya sokféle anyagból készülhet. Az ostya mérete, például átmérője és vastagsága is eltérő, így az egyes szondák teljesítménye eltérő, használat előtt meg kell értenünk a teljesítményét. Az ultrahangos érzékelők fő teljesítménymutatói a következők:
(1) Működési gyakoriság. A működési frekvencia a piezoelektromos lapka rezonanciafrekvenciája. Ha a rákapcsolt váltakozó feszültség frekvenciája megegyezik a chip rezonanciafrekvenciájával, a kimeneti energia a legnagyobb és az érzékenység is a legnagyobb.
(2) Üzemi hőmérséklet. Mivel a piezoelektromos anyagok Curie-pontja általában viszonylag magas, különösen akkor, ha a diagnosztizáláshoz használt ultrahangos szonda kevesebb energiát használ, az üzemi hőmérséklet viszonylag alacsony, és hosszú ideig meghibásodás nélkül működik. Az orvosi ultrahangszondák viszonylag magas hőmérsékletűek, és külön hűtőberendezést igényelnek.
(3) Érzékenység. Ez elsősorban magától a gyártási ostyától függ. Az elektromechanikus csatolási együttható nagy és az érzékenység magas; ellenkező esetben az érzékenység alacsony.
Amikor a piezoelektromos kerámiára feszültséget kapcsolunk, a feszültség és a frekvencia változásával mechanikai deformáció lép fel. Másrészt, amikor a piezoelektromos kerámiát vibrálják, töltés keletkezik. Ezt az elvet alkalmazva, amikor egy két piezoelektromos kerámiából vagy egy piezoelektromos kerámiából és egy fémlemezből, úgynevezett bimorf elemből álló vibrátorra elektromos jelet adunk, a hajlító rezgés hatására ultrahanghullámokat bocsátunk ki. Ezzel szemben, amikor ultrahangos rezgést alkalmaznak egy bimorf elemre, elektromos jel keletkezik. A fenti hatások alapján a piezoelektromos kerámia ultrahangos érzékelőként használható.
Az ultrahangos érzékelőhöz hasonlóan az összetett vibrátor is rugalmasan van rögzítve az alapra. A kompozit vibrátor egy rezonátor és egy bimorf piezoelektromos elem vibrátor kombinációja, amely fémlemezből és piezoelektromos kerámialapból áll. A rezonátor trombita alakú, célja a rezgés hatására keletkező ultrahanghullámok hatékony kisugárzása, illetve az ultrahanghullámok hatékony koncentrálása a vibrátor központi részében.
Az ultrahangos távolságmérő érzékelő előnyei: nagy a longitudinális felbontása, képes felismerni az átlátszó, áttetsző és diffúz reflexiós tárgyakat; különösen alkalmas érintésmentes mérésre sötét, párás és egyéb zord körülmények között; az ultrahangos szenzor érzékelő rendszer alapján Könnyen megvalósítható a miniatürizálás és az integráció.
