超音波センサーのメリットとデメリット

超音波センサーは、高い測定精度、安定した動作、温度補償などの特徴を持っています。これらは、製造、電力、冶金測定建材、化学薬品、食品、自動車、倉庫、船舶、船舶、繊維、輸送、探査、液面、レベル監視、開渠流量検出、ロボット技術、食品加工などで広く使用されています。他の業界では、液体材料と固体材料の両方を測定できます。

超音波は広く使用されていますが、ことわざにあるように、良い金だけでは十分ではなく、完璧な人はいません。超音波センサーに関するこれまでの理解と経験から、超音波センサーの長所と短所はありますか。これらの長所と短所は私たちの生活に一定の影響を及ぼしますか?ここで超音波センサーを深く理解する必要があります。 

まず、超音波センサーの動作原理について説明します。超音波センサーは、超音波の特性を利用して開発されたセンサーです。超音波プローブは主に圧電チップで構成されており、超音波の送信と受信の両方が可能です。圧電超音波発生器は、実際には圧電結晶の共振を利用して動作します。2 つの圧電チップと共振板を備えています。その極に印加されるパルス信号の周波数が圧電ウエハーの固有振動周波数と等しい場合、圧電ウエハーが共振して共振板を振動させ、超音波を発生させます。逆に、共振板が超音波を受信するときに 2 つの電極間に電圧が印加されていない場合、共振板は圧電ウエハーを押して振動させ、機械エネルギーを電気信号に変換します。このとき超音波受信機となります。低出力の超音波プローブは主に検出に使用されます。さまざまな構造があり、直線プローブ (縦波)、斜めプローブ (横波)、表面プローブ (表面波)、ラム波プローブ (ラム波)、およびデュアル プローブ (1 つのプローブが反射し、1 つのプローブが受信) に分けることができます。 。

第二に、超音波特性を利用して物体を測定することには多くの利点があります。それは、超音波は高周波、短波長、回折現象が少ない、特に指向性が良いという特性を持ち、光線となって指向性を伝播することができるためです。超音波は液体や固体、特に不透明な太陽の固体を透過する優れた能力を持っており、数十メートルの深さまで透過することができます。超音波が不純物や界面に接触すると大きな反射が発生し、反射がエコーを形成し、移動する物体に触れるとドップラー効果が発生する可能性があります。超音波特性に基づいて開発されたセンサーは「超音波センサー」と呼ばれ、産業、国防、生物医学などで広く使用されています。

しかし、圧電材料のキュリー点は一般に比較的高く、特に診断に使用される超音波センサーは小型の超音波センサーを使用するため、使用温度が比較的低く、故障することなく長時間使用することができます。医療用超音波プローブは比較的高温になるため、別途冷却装置が必要です。感度は主にウェーハ自体に依存します。電気機械結合係数が大きく感度が高いため、そうしないと感度が低くなります。理由は 3 つあります。

1.現在の超音波センサーの周波数は比較的固定されています。たとえば、40KHz センサーは 38 ～ 42KHz でのみ使用できます。他の周波数も同様です。現在、40KHz ～ 500KHz などの広い周波数範囲を備えたセンサーはほとんど見られません。

2.駆動電圧は比較的高く、一般に100Vp-pから1500Vp-pの間です。多くの低電圧デバイスでは、昇圧にパルストランスが必要ですが、これにはいくつかの複雑な問題も伴います。3 ～ 5V の低電圧駆動 (より大きな電力) のセンサーがあれば、より良いでしょう。

3.感度はもっと高いはずです。

超音波センサーは、人間の耳では検出できない音を発信、受信、分析できることがわかります。検出に関しては、超音波センサーを使用すると、超音波測距や超音波探傷などの機能を実現でき、潜水艦の難破船や敵の潜水艦の検出、金属内部の損傷の表示に使用できます。これらは、工業、農業、軽工業、医療など、私たちの生活に密接な様々な技術分野に応用できます。