Ультрадыбыстық сезімтал сенсор

        Ультрадыбыстық сенсорлар ультрадыбыстың сипаттамаларын қолдана отырып дамыған датчиктер. Ультрадыбыстық дыбыс датчиктері ультрадыбыстық сигналдарды басқа энергия сигналдарына айналдыратын сенсорлар (әдетте электр сигналдары). Ультрадыбыстық - бұл дірілді жиілігі 20 кГц-тен жоғары механикалық толқын. Оның жоғары жиілігі, қысқа толқын ұзындығының, кішкене дифракциялық құбоның, әсіресе жақсы диралтиканың сипаттамалары бар және сәулелік және бағыттаушы болуы мүмкін. Ультрадыбыстық сұйықтықтар мен қатты заттарға, әсіресе күн сәулесінің мөлдірлігіне жататын қатты заттарға ие. Кірістірілген кірлер немесе интерфейстер кездесетін ультрадыбыстық толқындар шағылысқан жаңғырықтарды қалыптастыру үшін маңызды шағылыстырады, ал қозғалатын заттарды түрту DOPPLER әсерін тудыруы мүмкін. Ультрадыбыстық сенсорлар өнеркәсіпте, ұлттық қорғаныс, биомедицина және т.б. кеңінен қолданылады.

Бұл функцияны жүзеге асыратын құрылғы - ультрадыбыстық сенсор, ол дәстүрлі түрде ультрадыбыстық түрлендіргіш немесе ультрадыбыстық зонд деп аталады.

Ультрадыбыстық сенсорлардың негізгі көрсеткіштері

Ультрадыбыстық зерттеудің өзегі - пластик немесе металл курткадағы пьезоэлектрлік чип. Вафлиді құрайтын материалдардың көптеген түрлері болуы мүмкін. Диаметрі мен қалыңдығы сияқты вафлидің мөлшері де басқаша, сондықтан әр зондтың өнімділігі әр түрлі, біз оның қолданар алдында өз жұмысын түсінуіміз керек. Ультрадыбыстық сенсорлардың негізгі көрсеткіштері:

    (1) Жұмыс жиілігі. Жұмыс жиілігі - Пьезоэлектрлік вафлидің резонанстық жиілігі. Штрих-токтың кернеуі жиілігі чиптің резонанс жиілігіне тең болған кезде, шығыс энергиясы ең үлкен және сезімталдық да ең жоғары болып табылады.

    (2) жұмыс температурасы. Пьезоэлектрлік материалдардың тірек нүктесі, әсіресе, диагностиканың ультрадыбыстық зонды аз қуатқа ие болғандықтан, жұмыс температурасы салыстырмалы түрде төмен және ол ұзақ уақыт жұмыс істей алады. Медициналық ультрадыбыстық ультрадыбыстық заттар салыстырмалы түрде жоғары температурада және бөлек тоңазытқыш жабдықтарды қажет етеді.

    (3) сезімталдық. Ол негізінен вафлидің өзін-өзі өндіруге байланысты. Электромеханикалық муфталық коэффициент үлкен және сезімталдық жоғары; Әйтпесе, сезімталдық төмен.

Құрылым және жұмыс принципі

    Пьезоэлектрлік керамикаға кернеу қолданылған кезде, кернеу мен жиіліктегі өзгерістермен механикалық деформация пайда болады. Екінші жағынан, пьезоэлектрлік керамика дірілделсе, заряд жасалады. Осы принципті қолдана отырып, электрлік сигнал екі пьезоэлектрлік керамика немесе пьезоэлектрлік керамика немесе металл парақтан тұратын, биморф элементі деп аталатын, ультрадыбыстық толқындар дірілдетуге байланысты шығарылады. Керісінше, ультрадыбыстық діріл биморф элементіне қолданылған кезде, электрлік сигнал пайда болады. Жоғарыда келтірілген әсерлерге сүйене отырып, пьезоэлектрлік керамиканы ультрадыбыстық сенсор ретінде пайдалануға болады.

    Ультрадыбыстық сенсор сияқты, құрама вибратор негізде икемді бекітілген. Композиттік вибратор - резонатордың және металл парақтан және пьезоэлектрлік керамикалық парақтан тұратын резонатор мен биморф пьезоэлектрлік элементтің үйлесімі. Резонатор керней түрінде, өйткені мақсат дірілден туындаған ультрадыбыстық толқындарды тиімді сәулелендіру және ультрадыбыстық толқындарды вибратордың орталық бөлігіне тиімді түрде шоғырландыру болып табылады.

    Ультрадыбыстық диспетчерлік сенсордың артықшылықтары: бойлық ажыратымдылық жоғары, және ол мөлдір, мөлдір және диффузиялық шағылысу объектілерін анықтай алады; әсіресе қараңғы, ылғалды және басқа да қатал жағдайларда жанаспайтын өлшеуге жарамды; Ультрадыбыстық сенсорды сендіру жүйесіне сүйенсек, миниатюрация мен интеграцияны жүзеге асыру оңай.