Kelebihan dan kekurangan sensor ultrasonik

Sensor ultrasonik memiliki karakteristik akurasi pengukuran yang tinggi, pengoperasian yang stabil, dan kompensasi suhu. Mereka banyak digunakan di bidang manufaktur, listrik, bahan bangunan terukur metalurgi, bahan kimia, makanan, mobil, pergudangan, kapal, kapal, tekstil, transportasi, eksplorasi, level cairan, pemantauan level, deteksi aliran parit terbuka, teknologi robot, pengolahan makanan, dan industri lain dapat mengukur bahan cair dan bahan padat.

Meskipun USG banyak digunakan, seperti kata pepatah, emas yang bagus saja tidak cukup, tidak ada orang yang sempurna. Dari pemahaman dan pengalaman Anda sebelumnya tentang sensor ultrasonik, apakah ada kelebihan dan kekurangan sensor ultrasonik, apakah kelebihan dan kekurangan tersebut akan berdampak tertentu pada kehidupan kita? Di sinilah kita memahami sensor ultrasonik secara mendalam, Perlu diperhatikan. 

Pertama-tama mari kita bahas tentang prinsip kerja sensor ultrasonik: Sensor ultrasonik adalah sensor yang dikembangkan menggunakan karakteristik gelombang ultrasonik. Probe ultrasonik terutama terdiri dari chip piezoelektrik, yang dapat mengirimkan dan menerima gelombang ultrasonik. Generator ultrasonik piezoelektrik sebenarnya menggunakan resonansi kristal piezoelektrik untuk bekerja. Ia memiliki dua chip piezoelektrik dan pelat resonansi. Ketika frekuensi sinyal pulsa yang diterapkan ke kutubnya sama dengan frekuensi osilasi alami wafer piezoelektrik, wafer piezoelektrik akan beresonansi dan mendorong pelat resonansi bergetar, yang akan menghasilkan gelombang ultrasonik. Sebaliknya, jika tidak ada tegangan yang diberikan antara kedua elektroda saat pelat resonansi menerima gelombang ultrasonik, maka akan menekan wafer piezoelektrik untuk bergetar dan mengubah energi mekanik menjadi sinyal listrik. Saat ini, ia menjadi penerima ultrasonik. Probe ultrasonik berdaya rendah sebagian besar digunakan untuk deteksi. Mereka memiliki banyak struktur berbeda dan dapat dibagi menjadi probe lurus (gelombang longitudinal), probe miring (gelombang transversal), probe permukaan (gelombang permukaan), probe gelombang domba (gelombang domba), dan probe ganda. Satu probe memantulkan dan satu probe menerima).

Kedua, penggunaan karakteristik ultrasonik untuk mengukur objek memiliki banyak keuntungan. Hal ini dikarenakan gelombang ultrasonik mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, dan fenomena difraksi kecil, terutama directivity yang baik, serta dapat merambat secara sinar dan terarah. Gelombang ultrasonik mempunyai kemampuan yang besar dalam menembus zat cair dan padat, terutama pada padatan matahari yang buram, yang mampu menembus kedalaman puluhan meter. Gelombang ultrasonik yang bertemu dengan pengotor atau antarmuka akan menghasilkan pantulan yang signifikan dan membentuk pantulan menjadi gema, dan menyentuh benda bergerak dapat menghasilkan efek Doppler. Sensor yang dikembangkan berdasarkan karakteristik ultrasonik disebut 'sensor ultrasonik' dan banyak digunakan dalam industri, pertahanan nasional, biomedis, dll.

Namun karena titik Curie bahan piezoelektrik umumnya relatif tinggi, maka sensor ultrasonik yang digunakan untuk diagnosis menggunakan sensor ultrasonik kecil, suhu kerja relatif rendah, dan dapat bekerja dalam waktu lama tanpa kegagalan. Probe USG medis memiliki suhu yang relatif tinggi dan memerlukan peralatan pendingin terpisah. Sensitivitasnya terutama bergantung pada wafer itu sendiri. Koefisien kopling elektromekanisnya besar dan sensitivitasnya tinggi; jika tidak, sensitivitasnya rendah. Ada tiga alasan:

1. Frekuensi sensor ultrasonik saat ini relatif tetap. Misalnya sensor 40KHz hanya bisa digunakan pada 38-42KHz. Frekuensi lain serupa. Saat ini, sensor dengan rentang frekuensi lebar jarang terlihat, seperti 40KHz ~ 500KHz;

2.Tegangan penggerak relatif tinggi, umumnya antara 100Vp-p dan 1500Vp-p. Di banyak perangkat bertegangan rendah, trafo pulsa diperlukan untuk meningkatkan, tetapi hal ini juga akan membawa beberapa masalah yang rumit. Jika ada sensor dengan penggerak tegangan rendah 3 ~ 5V (daya lebih besar), akan lebih baik;

3. Sensitivitasnya harus lebih tinggi.

Terlihat bahwa sensor ultrasonik dapat mengeluarkan, menerima dan menganalisa suara yang tidak dapat dideteksi oleh telinga manusia kita. Dalam hal deteksi, penggunaan sensor ultrasonik dapat mencapai fungsi seperti jangkauan ultrasonik dan deteksi cacat ultrasonik, yang dapat digunakan untuk mendeteksi bangkai kapal selam, kapal selam musuh, dan menampilkan cedera internal logam. Hal ini dapat diterapkan pada berbagai bidang teknis seperti industri, pertanian, industri ringan dan perawatan medis, yang berkaitan erat dengan kehidupan kita.