초음파 거리 측정 센서

        초음파 센서는 초음파의 특성을 이용하여 개발된 센서입니다. 초음파 거리 측정 센서 는 초음파 신호를 다른 에너지 신호(일반적으로 전기 신호)로 변환하는 센서입니다.초음파는 20kHz보다 높은 진동 주파수를 갖는 기계적 파동입니다.고주파, 단파장, 작은 회절 현상, 특히 좋은 지향성 특성을 가지며 광선 및 방향 전파가 가능합니다.초음파는 액체와 고체, 특히 햇빛에 불투명한 고체에 침투하는 뛰어난 능력을 가지고 있습니다.불순물이나 경계면에 부딪힌 초음파는 반사 에코를 형성하기 위해 상당한 반사를 생성하며, 움직이는 물체에 닿으면 도플러 효과가 발생할 수 있습니다.초음파 센서는 산업, 국방, 생물의학 등에서 널리 사용됩니다.

이 기능을 수행하는 장치는 전통적으로 초음파 변환기 또는 초음파 프로브라고 불리는 초음파 센서입니다.

초음파 센서의 주요 성능 지표

초음파 프로브의 핵심은 플라스틱 또는 금속 재킷에 들어 있는 압전 칩입니다.웨이퍼를 구성하는 재료는 여러 종류가 있을 수 있다.직경, 두께 등 웨이퍼의 크기도 다르기 때문에 각 프로브의 성능도 다르기 때문에 사용하기 전에 성능을 이해해야 합니다.초음파 센서의 주요 성능 지표는 다음과 같습니다.

    (1) 작동 빈도.작동 주파수는 압전 웨이퍼의 공진 주파수입니다.여기에 인가되는 AC 전압의 주파수가 칩의 공진 주파수와 같을 때 출력 에너지가 가장 크고 감도도 가장 높다.

    (2) 작동 온도.압전재료의 퀴리점은 일반적으로 상대적으로 높기 때문에, 특히 진단용 초음파 프로브의 전력 사용량이 적을 경우 작동 온도가 상대적으로 낮고 오랫동안 고장 없이 작동할 수 있습니다.의료용 초음파 프로브는 온도가 상대적으로 높아 별도의 냉장 장비가 필요합니다.

    (3) 감도.주로 제조 웨이퍼 자체에 따라 다릅니다.전기 기계 결합 계수가 크고 감도가 높습니다.그렇지 않으면 감도가 낮습니다.

구조 및 작동 원리

    압전 세라믹에 전압을 가하면 전압과 주파수의 변화에 ​​따라 기계적 변형이 발생합니다.반면, 압전 세라믹이 진동하면 전하가 발생한다.이 원리를 이용하여 두 개의 압전 세라믹 또는 압전 세라믹과 금속판으로 구성된 진동자, 소위 바이모프 소자에 전기 신호를 가하면 굽힘 진동으로 인해 초음파가 방출됩니다.반대로 바이모프 소자에 초음파 진동을 가하면 전기신호가 발생한다.위의 효과를 바탕으로 압전 세라믹을 초음파 센서로 사용할 수 있습니다.

    초음파 센서와 마찬가지로 복합 진동기도 베이스에 유연하게 고정됩니다.복합진동기는 공진기와 금속판과 압전세라믹판으로 구성된 바이모프 압전소자 진동자가 결합된 형태이다.공진기는 나팔 모양으로 되어 있으며, 진동에 의해 발생하는 초음파를 효과적으로 방사하고, 초음파를 진동기의 중앙부에 효과적으로 집중시키는 것이 목적이다.

    초음파 거리 측정 센서의 장점: 세로 해상도가 높고 투명, 반투명 및 확산 반사 물체를 식별할 수 있습니다.특히 어둡고 습하며 기타 열악한 조건에서의 비접촉 측정에 적합합니다.초음파 센서 센싱 시스템을 기반으로 소형화, 집적화가 용이합니다.