Hogyan működnek az ultrahangos érzékelők?

Az ultrahangos érzékelők olyan eszközök, amelyek az ultrahang jeleket más energiajelekké (általában elektromos jelekké) konvertálják, hogy megmérjék az érzékelőtől a célobjektumig tartó távolságot. Az ultrahangos hullám egy mechanikus hullám, amelynek rezgési frekvenciája magasabb, mint 20 kHz, és magas frekvenciájú, rövid hullámhosszúságú, kis diffrakciós jelenség, különösen a jó irányíthatóság jellemzői, amelyek sugarakká válhatnak és irányítottak.

Az ultrahangos érzékelő ultrahangos távolság -érzékelőként használható a célobjektum távolságának mérésére, az objektum jelenlétének és mozgásának észlelésére az elektromos jelek alkalmazásával a 40 kHz -es kerámia átalakítóra (adó) az ultrahangos hullámok továbbításához és a visszavert hang elektromos jelekké alakításához (lásd a képet).

Egy pár ultrahangos érzékelő egy adóból és vevőkészülékből áll, amelyek külön egységként kaphatók, vagy egyetlen egységként vannak beágyazva. Az alábbi kép a Manorshi 40khz -es ultrahangos adó és vevőt mutatja. (További információt a Manorshi weboldalán talál: www.manorshi.com )

Ultrahangos érzékelők működése

Az ultrahangos adó piezoceramic kristályt használ, amely kúpos fémlemezhez van rögzítve. Ha elektromos feszültséget alkalmaznak a piezoceramicra, folyamatos tágulással és összehúzódással rezegnek. Ennek eredményeként, a piezoelektromos anyag tulajdonsága szerint ultrahangos hullámokat generálnak, amelyek egyenesen terjednek a rezonátor kúpos alakja miatt.

Az ultrahangos vevők a pontos ellenkező koncepción dolgoznak. Amikor az ultrahangos hullám a rezonátoron keresztül ütközik, a csatlakoztatott vibrátor (fémlemez) rezeg. A piezoelektromos kerámia korong rezgésének a vibrátorhoz való rezgésével az áramot a piezoelektromos kerámia anyag jellemzői alapján generálják. Ezt az áramot tovább veszik a két külső vezetésből.

Röviden: az ultrahangos érzékelők ultrahangos hullámokat is továbbíthatnak és fogadhatnak. Az ultrahangos hullámok továbbítása során az elektromos energiát ultrahangos hullámokká alakítja; A visszhangok fogadásakor az ultrahangos hullámok rezgését elektromos jelekké alakítják, tehát 'ultrahangos transzducernek' nevezik.

Az ultrahangos érzékelők teljesítményjellemzői

A kör alakú piezoelektromos ostya szerkezeti jellemzői miatt a kibocsátott ultrahangos hullámok bizonyos iránymutatással rendelkeznek, és a gerenda keresztmetszete hasonló az ellipszishez, tehát a detektálási tartomány korlátozott. A vízszintes sík detektálási szöge 120 fok, a függőleges sík detektálási szöge pedig 60 fok.

Az ultrahangos érzékelők jellemzői

1. Egyszerű szerkezet és kényelmes gyártás;

2. A környezeti elektromágneses mezők nem könnyen beavatkozhatnak;

3. Az ultrahang nem érzékeny a fényre és a színre, és felhasználható az átlátszó és rosszul fényvisszaverő tárgyak azonosítására.