Ultraskaņas sensoriem ir augsta mērījumu precizitāte, stabila darbība un temperatūras kompensācija. Tos plaši izmanto ražošanā, enerģētikā, metalurģijā mērīto būvmateriālu, ķīmisko vielu, pārtikas, automobiļu, noliktavu, kuģu, kuģu, tekstilizstrādājumu, transportēšanas, izpētes, šķidruma līmeņa, līmeņa uzraudzībā, atvērto grāvju plūsmas noteikšanā, robotu tehnoloģijā, pārtikas pārstrādē un citās nozarēs var izmērīt gan šķidros materiālus, gan cietos materiālus.
Lai gan ultraskaņa tiek plaši izmantota, kā saka, ar labu zeltu nepietiek, neviens nav ideāls. No jūsu līdzšinējās izpratnes un pieredzes par ultraskaņas sensoriem, vai ultraskaņas sensoriem ir kādas priekšrocības un trūkumi, vai šīs priekšrocības un trūkumi kaut kādā mērā ietekmēs mūsu dzīvi? Tas ir tad, kad mēs padziļināti saprotam ultraskaņas sensorus, kam jāpievērš uzmanība.
Pirmkārt, parunāsim par ultraskaņas sensora darbības principu: ultraskaņas sensors ir sensors, kas izstrādāts, izmantojot ultraskaņas viļņu īpašības. Ultraskaņas zonde galvenokārt sastāv no pjezoelektriskām mikroshēmām, kas var gan pārraidīt, gan uztvert ultraskaņas viļņus. Pjezoelektriskais ultraskaņas ģenerators faktiski izmanto pjezoelektriskā kristāla rezonansi, lai strādātu. Tam ir divas pjezoelektriskās mikroshēmas un rezonanses plāksne. Kad impulsa signāla frekvence, kas tiek pielietota tās poliem, ir vienāda ar pjezoelektriskās plāksnes dabisko svārstību frekvenci, pjezoelektriskā plāksne rezonēs un virzīs rezonanses plāksni uz vibrāciju, kas radīs ultraskaņas viļņus. Un otrādi, ja starp diviem elektrodiem netiek pielietots spriegums, kad rezonanses plāksne saņem ultraskaņas viļņus, tā nospiedīs pjezoelektrisko plāksni, lai vibrētu un pārveidotu mehānisko enerģiju elektriskos signālos. Šajā laikā tas kļūst par ultraskaņas uztvērēju. Atklāšanai galvenokārt izmanto mazjaudas ultraskaņas zondes. Tām ir daudz dažādu struktūru, un tās var iedalīt taisnās zondēs (gareniskie viļņi), slīpajās zondēs (šķērsviļņos), virsmas zondēs (virsmas viļņos), jēra viļņu zondēs (jēra vilnis) un dubultās zondēs Viena zonde atspoguļo un viena zonde saņem).
Otrkārt, ultraskaņas raksturlielumu izmantošanai objektu mērīšanai ir daudz priekšrocību. Tas ir tāpēc, ka ultraskaņas viļņiem ir augstas frekvences, īsa viļņa garuma un mazas difrakcijas parādības, īpaši laba virziena, un tie var būt staru un virziena izplatīšanās. Ultraskaņas viļņiem ir lieliska spēja iekļūt šķidrumos un cietās vielās, īpaši necaurspīdīgās saules cietās vielās, kas var iekļūt desmitiem metru dziļumā. Ultraskaņas viļņi, kas saskaras ar piemaisījumiem vai saskarnēm, radīs ievērojamus atstarojumus un veidos atstarojumus atbalsos, un pieskaroties kustīgiem objektiem, var rasties Doplera efekts. Sensori, kas izstrādāti, pamatojoties uz ultraskaņas īpašībām, tiek saukti par 'ultraskaņas sensoriem' un tiek plaši izmantoti rūpniecībā, valsts aizsardzībā, biomedicīnā utt.
Tomēr, tā kā pjezoelektriskā materiāla Kirī punkts parasti ir salīdzinoši augsts, jo īpaši diagnostikai izmantotais ultraskaņas sensors izmanto mazu ultraskaņas sensoru, darba temperatūra ir salīdzinoši zema un var darboties ilgu laiku bez kļūmēm. Medicīniskajām ultraskaņas zondēm ir salīdzinoši augsta temperatūra, un tām ir nepieciešama atsevišķa saldēšanas iekārta. Jutība galvenokārt ir atkarīga no pašas vafeles. Elektromehāniskās sakabes koeficients ir liels, un jutība ir augsta; pretējā gadījumā jutība ir zema. Ir trīs iemesli:
1. Pašreizējo ultraskaņas sensoru frekvence ir relatīvi fiksēta. Piemēram, 40KHz sensoru var izmantot tikai 38-42KHz. Citas frekvences ir līdzīgas. Pašlaik sensori ar plašu frekvenču diapazonu gandrīz nav redzami, piemēram, 40KHz ~ 500KHz ;
2. Braukšanas spriegums ir salīdzinoši augsts, parasti no 100Vp-p līdz 1500Vp-p. Daudzās zemsprieguma ierīcēs impulsu transformators ir nepieciešams, lai palielinātu, taču tas radīs arī dažas sarežģītas problēmas. Ja ir sensors ar 3 ~ 5V zemsprieguma piedziņu (lielāka jauda), tas būs labāk;
3. Jutīgumam jābūt augstākam.
Var redzēt, ka ultraskaņas sensors var izstarot, uztvert un analizēt skaņu, ko mūsu cilvēka auss nespēj uztvert. Attiecībā uz noteikšanu ultraskaņas sensoru izmantošana var nodrošināt tādas funkcijas kā ultraskaņas attāluma noteikšana un ultraskaņas defektu noteikšana, ko var izmantot, lai atklātu zemūdens kuģu vrakus, ienaidnieka zemūdenes un parādītu metāla iekšējos ievainojumus. Tos var izmantot dažādās tehnikas jomās, piemēram, rūpniecībā, lauksaimniecībā, vieglajā rūpniecībā un ārstniecībā, kas ir cieši saistītas ar mūsu dzīvi.
