초음파 범위의 센서

        초음파 센서는 초음파의 특성을 사용하여 개발 된 센서입니다. 초음파 범위의 센서는 초음파 신호를 다른 에너지 신호 (일반적으로 전기 신호)로 변환하는 센서입니다. 초음파는 진동 주파수가 20kHz보다 높은 기계적 파입니다. 그것은 고주파, 짧은 파장, 작은 회절 현상, 특히 우수한 지향성의 특성을 가지며 광선 및 방향 전파 일 수 있습니다. 초음파는 액체와 고체, 특히 햇빛에 불투명 한 고형물에서 액체와 고형물에 침투하는 능력이 뛰어납니다. 불순물이나 인터페이스가 발생하는 초음파 파는 반사 된 에코를 형성하기 위해 상당한 반사를 생성 할 것이며, 움직이는 물체는 도플러 효과를 생성 할 수 있습니다. 초음파 센서는 산업, 국방, 생체 의학 등에 널리 사용됩니다.

이 기능을 달성하는 장치는 초음파 센서이며 전통적으로 초음파 변환기 또는 초음파 프로브라고합니다.

초음파 센서의 주요 성능 지표

초음파 프로브의 핵심은 플라스틱 또는 금속 재킷의 압전 칩입니다. 웨이퍼를 구성하는 많은 종류의 재료가있을 수 있습니다. 직경 및 두께와 같은 웨이퍼의 크기도 다르므로 각 프로브의 성능이 다르므로 사용하기 전에 성능을 이해해야합니다. 초음파 센서의 주요 성능 지표는 다음과 같습니다.

    (1) 작업 빈도. 작동 주파수는 압전 웨이퍼의 공명 주파수입니다. 적용된 AC 전압의 주파수가 칩의 공명 주파수와 동일하면 출력 에너지가 가장 크고 감도도 가장 높습니다.

    (2) 작업 온도. 압전 재료의 큐리 포인트는 일반적으로 비교적 높기 때문에, 특히 진단을위한 초음파 프로브가 전력이 적을 때, 작동 온도는 상대적으로 낮으며 실패없이 오랫동안 작동 할 수 있습니다. 의료 초음파 프로브는 비교적 높은 온도를 가지며 별도의 냉장 장비가 필요합니다.

    (3) 감도. 주로 제조 웨이퍼 자체에 따라 다릅니다. 전자 기계 커플 링 계수는 크고 감도가 높습니다. 그렇지 않으면 감도가 낮습니다.

구조 및 작업 원리

    압전 세라믹에 전압이 적용되면 전압 및 주파수의 변화에 ​​따라 기계적 변형이 발생합니다. 반면에, 압전 세라믹이 진동되면 전하가 생성됩니다. 이 원리를 사용하여, 전기 신호가 2 개의 압전 세라믹 또는 압전 세라믹 및 금속 시트, 소위 바이 모프 요소로 구성된 진동기에 전기 신호를 적용 할 때, 굽힘 진동으로 인해 초음파 파가 방출됩니다. 반대로, 초음파 진동이 바이 모프 요소에 적용될 때, 전기 신호가 생성된다. 상기 효과에 기초하여, 압전 세라믹은 초음파 센서로 사용될 수있다.

    초음파 센서와 마찬가지로, 복합 진동기는베이스에 유연하게 고정되어 있습니다. 복합 진동기는 공진기와 금속 시트 및 압전 세라믹 시트로 구성된 바이 모프 압전 요소 진동기의 조합입니다. 공진기는 트럼펫 모양이며, 목적은 진동으로 인해 생성 된 초음파 파를 효과적으로 발산하고 진동기의 중앙 부분에서 초음파 파를 효과적으로 집중시키는 것입니다.

    초음파 범위의 센서의 장점 : 종단 분해능은 높으며 투명하고 반투명하며 확산 된 반사 물체를 식별 할 수 있습니다. 어둡고 습한 및 기타 가혹한 조건에서 비접촉 측정에 특히 적합합니다. 초음파 센서 감지 시스템을 기반으로 소형화 및 통합을 쉽게 실현하기가 쉽습니다.