Sensor ultrasonik

        Sensor ultrasonik adalah sensor yang dibangunkan menggunakan ciri -ciri ultrasound. Sensor ultrasonik adalah sensor yang menukar isyarat ultrasonik ke dalam isyarat tenaga lain (biasanya isyarat elektrik). Ultrasound adalah gelombang mekanikal dengan kekerapan getaran yang lebih tinggi daripada 20kHz. Ia mempunyai ciri -ciri frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, fenomena difraksi kecil, terutama diarahkan yang baik, dan boleh menjadi sinar dan penyebaran arah. Ultrasound mempunyai keupayaan yang besar untuk menembusi cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal yang jelas kepada cahaya matahari. Gelombang ultrasonik yang menghadapi kekotoran atau antara muka akan menghasilkan refleksi penting untuk membentuk gema yang dicerminkan, dan menyentuh objek bergerak dapat menghasilkan kesan Doppler. Sensor ultrasonik digunakan secara meluas dalam industri, pertahanan negara, bioperubatan, dll.

Peranti yang menyelesaikan fungsi ini adalah sensor ultrasonik, yang secara tradisinya dipanggil transduser ultrasonik, atau probe ultrasonik.

Petunjuk prestasi utama sensor ultrasonik

Inti probe ultrasound adalah cip piezoelektrik dalam jaket plastik atau logamnya. Mungkin terdapat banyak jenis bahan yang membentuk wafer. Saiz wafer, seperti diameter dan ketebalan juga berbeza, jadi prestasi setiap siasatan adalah berbeza, kita mesti memahami prestasinya sebelum digunakan. Petunjuk prestasi utama sensor ultrasonik termasuk:

    (1) Kekerapan kerja. Kekerapan operasi adalah kekerapan resonans wafer piezoelektrik. Apabila kekerapan voltan AC yang digunakan untuknya adalah sama dengan kekerapan resonans cip, tenaga output adalah yang terbesar dan sensitiviti juga tertinggi.

    (2) Suhu kerja. Oleh kerana titik Curie bahan piezoelektrik pada umumnya agak tinggi, terutamanya apabila probe ultrasonik untuk diagnosis menggunakan kuasa yang kurang, suhu kerja 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.

    (3) Kepekaan. Ia bergantung kepada wafer pembuatan itu sendiri. Koefisien gandingan elektromekanik adalah besar dan sensitiviti tinggi; Jika tidak, sensitiviti adalah rendah.

Struktur dan prinsip kerja

    Apabila voltan digunakan untuk seramik piezoelektrik, ubah bentuk mekanikal akan berlaku dengan perubahan voltan dan kekerapan. Sebaliknya, apabila seramik piezoelektrik bergetar, caj dijana. Dengan menggunakan prinsip ini, apabila isyarat elektrik digunakan untuk penggetar yang terdiri daripada dua seramik piezoelektrik atau seramik piezoelektrik dan lembaran logam, unsur bimorph yang dipanggil, gelombang ultrasonik dipancarkan kerana getaran lentur. Sebaliknya, apabila getaran ultrasonik digunakan untuk elemen bimorph, isyarat elektrik dihasilkan. Berdasarkan kesan di atas, seramik piezoelektrik boleh digunakan sebagai sensor ultrasonik.

    Seperti sensor ultrasonik, penggetar kompaun secara fleksibel tetap di pangkalan. Penggetar komposit adalah gabungan resonator dan vibrator elemen piezoelektrik bimorph yang terdiri daripada lembaran logam dan lembaran seramik piezoelektrik. Resonator ini dalam bentuk sangkakala, tujuannya adalah untuk memancarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan secara berkesan kerana getaran, dan dengan berkesan menumpukan gelombang ultrasonik di bahagian tengah penggetar.

    Kelebihan sensor ultrasonik: resolusi membujur adalah tinggi, dan ia dapat mengenal pasti objek refleksi telus, lut dan meresap; terutamanya sesuai untuk pengukuran tidak hubungan dalam keadaan gelap, lembap dan lain-lain yang keras; Berdasarkan sistem penderiaan sensor ultrasonik, mudah untuk merealisasikan pengurangan dan integrasi.