Kelebihan dan kekurangan sensor ultrasonik

Penderia ultrasonik mempunyai ciri-ciri ketepatan pengukuran yang tinggi, operasi yang stabil dan pampasan suhu. Ia digunakan secara meluas dalam pembuatan, kuasa, bahan binaan terukur metalurgi, bahan kimia, makanan, kereta, pergudangan, kapal, kapal, tekstil, pengangkutan, penerokaan, Tahap cecair, pemantauan tahap, pengesanan aliran parit terbuka, teknologi robot, pemprosesan makanan, dan industri lain boleh mengukur kedua-dua bahan cecair dan bahan pepejal.

Walaupun ultrasound digunakan secara meluas, seperti kata pepatah, emas yang baik tidak mencukupi, tiada siapa yang sempurna. Daripada pemahaman dan pengalaman anda sebelum ini mengenai sensor ultrasonik, adakah terdapat kelebihan dan kekurangan sensor ultrasonik, adakah kelebihan dan kekurangan ini akan memberi kesan tertentu kepada kehidupan kita? Ini adalah apabila kita memahami sensor ultrasonik secara mendalam, Perlu memberi perhatian. 

Pertama sekali, mari kita bercakap tentang prinsip kerja sensor ultrasonik: sensor ultrasonik adalah sensor yang dibangunkan menggunakan ciri-ciri gelombang ultrasonik. Siasatan ultrasonik terutamanya terdiri daripada cip piezoelektrik, yang boleh menghantar dan menerima gelombang ultrasonik. Penjana ultrasonik piezoelektrik sebenarnya menggunakan resonans kristal piezoelektrik untuk berfungsi. Ia mempunyai dua cip piezoelektrik dan plat resonans. Apabila frekuensi isyarat nadi yang digunakan pada kutubnya adalah sama dengan frekuensi ayunan semula jadi wafer piezoelektrik, wafer piezoelektrik akan bergema dan memacu plat resonans untuk bergetar, yang akan menghasilkan gelombang ultrasonik. Sebaliknya, jika tiada voltan dikenakan antara dua elektrod apabila plat resonans menerima gelombang ultrasonik, ia akan menekan wafer piezoelektrik untuk bergetar dan menukar tenaga mekanikal kepada isyarat elektrik. Pada masa ini, ia menjadi penerima ultrasonik. Kuar ultrasonik berkuasa rendah kebanyakannya digunakan untuk pengesanan. Mereka mempunyai banyak struktur yang berbeza dan boleh dibahagikan kepada kuar lurus (gelombang membujur), kuar serong (gelombang melintang), kuar permukaan (gelombang permukaan), kuar gelombang kambing (gelombang kambing), dan kuar berkembar Satu kuar mencerminkan dan satu kuar menerima).

Kedua, penggunaan ciri ultrasonik untuk mengukur objek mempunyai banyak kelebihan. Ini kerana gelombang ultrasonik mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, dan fenomena pembelauan kecil, terutamanya kearah yang baik, dan boleh menjadi perambatan sinar dan arah. Gelombang ultrasonik mempunyai keupayaan hebat untuk menembusi cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal matahari legap, yang boleh menembusi kedalaman berpuluh-puluh meter. Gelombang ultrasonik yang menghadapi kekotoran atau antara muka akan menghasilkan pantulan yang ketara dan membentuk pantulan menjadi gema, dan menyentuh objek bergerak boleh menghasilkan kesan Doppler. Penderia yang dibangunkan berdasarkan ciri ultrasonik dipanggil 'penderia ultrasonik' dan digunakan secara meluas dalam industri, pertahanan negara, bioperubatan, dsb.

Walau bagaimanapun, kerana titik Curie bahan piezoelektrik secara amnya agak tinggi, terutamanya sensor ultrasonik yang digunakan untuk diagnosis menggunakan sensor ultrasonik kecil, suhu kerja adalah agak rendah, dan ia boleh berfungsi untuk masa yang lama tanpa kegagalan. Probe ultrasound perubatan mempunyai suhu yang agak tinggi dan memerlukan peralatan penyejukan yang berasingan. Kepekaan terutamanya bergantung pada wafer itu sendiri. Pekali gandingan elektromekanikal adalah besar dan sensitivitinya tinggi; jika tidak, sensitiviti adalah rendah. Terdapat tiga sebab:

1. Kekerapan penderia ultrasonik semasa adalah agak tetap. Sebagai contoh, sensor 40KHz hanya boleh digunakan pada 38-42KHz. Frekuensi lain adalah serupa. Pada masa ini, penderia dengan julat frekuensi yang luas hampir tidak kelihatan, seperti 40KHz ~ 500KHz;

2. Voltan pemanduan agak tinggi, biasanya antara 100Vp-p dan 1500Vp-p. Dalam kebanyakan peranti voltan rendah, pengubah nadi diperlukan untuk meningkatkan, tetapi ia juga akan membawa beberapa masalah rumit. Jika terdapat sensor dengan pemacu voltan rendah 3 ~ 5V (kuasa yang lebih besar), ia akan menjadi lebih baik;

3. Sensitiviti harus lebih tinggi.

Dapat dilihat bahawa sensor ultrasonik boleh mengeluarkan, menerima dan menganalisis bunyi yang tidak dapat dikesan oleh telinga manusia kita. Dari segi pengesanan, penggunaan sensor ultrasonik boleh mencapai fungsi seperti julat ultrasonik dan pengesanan kecacatan ultrasonik, yang boleh digunakan untuk mengesan kapal selam karam, kapal selam musuh, dan memaparkan kecederaan dalaman logam. Ini boleh digunakan untuk pelbagai bidang teknikal seperti industri, pertanian, industri ringan dan rawatan perubatan, yang berkait rapat dengan kehidupan kita.