Vantaggi e svantaggi dei sensori a ultrasuoni

I sensori a ultrasuoni hanno le caratteristiche di elevata precisione di misurazione, funzionamento stabile e compensazione della temperatura.Sono ampiamente utilizzati nei settori manifatturiero, energetico, dei materiali da costruzione misurati metallurgici, dei prodotti chimici, degli alimenti, delle automobili, dei magazzini, delle navi, dei tessili, dei trasporti, dell'esplorazione, del livello dei liquidi, del monitoraggio del livello, del rilevamento del flusso di fossi aperti, della tecnologia robotica, della lavorazione degli alimenti e altri settori possono misurare sia materiali liquidi che materiali solidi.

Sebbene gli ultrasuoni siano ampiamente utilizzati, come si suol dire, il buon oro non basta, nessuno è perfetto.Dalla tua precedente comprensione ed esperienza dei sensori a ultrasuoni, ci sono vantaggi e svantaggi dei sensori a ultrasuoni? Questi vantaggi e svantaggi avranno un certo impatto sulle nostre vite?Questo è il momento in cui comprendiamo in modo approfondito i sensori a ultrasuoni, è necessario prestare attenzione. 

Parliamo innanzitutto del principio di funzionamento del sensore ad ultrasuoni: il sensore ad ultrasuoni è un sensore sviluppato sfruttando le caratteristiche delle onde ultrasoniche.La sonda ad ultrasuoni è composta principalmente da chip piezoelettrici, che possono sia trasmettere che ricevere onde ultrasoniche.Il generatore di ultrasuoni piezoelettrico utilizza effettivamente la risonanza del cristallo piezoelettrico per funzionare.Ha due chip piezoelettrici e una piastra di risonanza.Quando la frequenza del segnale di impulso applicato ai suoi poli è uguale alla frequenza di oscillazione naturale del wafer piezoelettrico, il wafer piezoelettrico entrerà in risonanza e farà vibrare la piastra di risonanza, che genererà onde ultrasoniche.Al contrario, se non viene applicata alcuna tensione tra i due elettrodi quando la piastra di risonanza riceve onde ultrasoniche, spingerà il wafer piezoelettrico a vibrare e convertirà l'energia meccanica in segnali elettrici.In questo momento, diventa un ricevitore ad ultrasuoni.Per il rilevamento vengono utilizzate principalmente sonde a ultrasuoni a bassa potenza.Hanno molte strutture diverse e possono essere divise in sonde diritte (onde longitudinali), sonde oblique (onde trasversali), sonde di superficie (onde superficiali), sonde a onda d'agnello (onda d'agnello) e sonde doppie (una sonda riflette e l'altra sonda riceve). .

In secondo luogo, l’uso delle caratteristiche ultrasoniche per misurare gli oggetti presenta molti vantaggi.Questo perché le onde ultrasoniche hanno le caratteristiche di alta frequenza, lunghezza d'onda corta e piccoli fenomeni di diffrazione, in particolare una buona direttività e possono essere propagazione dei raggi e direzionale.Le onde ultrasoniche hanno una grande capacità di penetrare liquidi e solidi, soprattutto nei solidi opachi del sole, che possono penetrare a una profondità di decine di metri.Le onde ultrasoniche che incontrano impurità o interfacce produrranno riflessioni significative e formeranno riflessioni in echi, e toccare oggetti in movimento può produrre l'effetto Doppler.I sensori sviluppati sulla base delle caratteristiche ultrasoniche sono chiamati 'sensori ultrasonici' e sono ampiamente utilizzati nell'industria, nella difesa nazionale, nella biomedicina, ecc.

Tuttavia, poiché il punto di Curie del materiale piezoelettrico è generalmente relativamente alto, in particolare il sensore a ultrasuoni utilizzato per la diagnosi utilizza un piccolo sensore a ultrasuoni, la temperatura di lavoro è relativamente bassa e può funzionare a lungo senza guasti.Le sonde ecografiche mediche hanno temperature relativamente elevate e richiedono apparecchiature di refrigerazione separate.La sensibilità dipende principalmente dal wafer stesso.Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico è elevato e la sensibilità è elevata;in caso contrario, la sensibilità è bassa.Ci sono tre ragioni:

1.La frequenza degli attuali sensori a ultrasuoni è relativamente fissa.Ad esempio, un sensore da 40 KHz può essere utilizzato solo a 38-42 KHz.Altre frequenze sono simili.Al momento, i sensori con un'ampia gamma di frequenze sono difficilmente visibili, come 40 KHz ~ 500 KHz;

2. La tensione di pilotaggio è relativamente alta, generalmente compresa tra 100 Vp-p e 1500 Vp-p.In molti dispositivi a bassa tensione, per potenziare è necessario un trasformatore di impulsi, ma ciò comporterà anche alcuni problemi complicati.Se è presente un sensore con azionamento a bassa tensione da 3 ~ 5 V (potenza maggiore), sarà migliore;

3.La sensibilità dovrebbe essere maggiore.

Si può vedere che il sensore a ultrasuoni può emettere, ricevere e analizzare il suono che il nostro orecchio umano non è in grado di rilevare.In termini di rilevamento, l'uso di sensori a ultrasuoni può ottenere funzioni come la portata ultrasonica e il rilevamento di difetti ultrasonici, che possono essere utilizzati per rilevare relitti di sottomarini, sottomarini nemici e visualizzare lesioni interne ai metalli.Questi possono essere applicati a vari campi tecnici come l’industria, l’agricoltura, l’industria leggera e le cure mediche, che sono strettamente legati alla nostra vita.