Aantal keren bekeken: 87 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 14-04-2020 Herkomst: Locatie
Ultrasoonsensoren zijn sensoren die zijn ontwikkeld met behulp van de kenmerken van ultrageluid. Ultrasone afstandssensoren zijn sensoren die ultrasone signalen omzetten in andere energiesignalen (meestal elektrische signalen). Ultrageluid is een mechanische golf met een trillingsfrequentie hoger dan 20 kHz. Het heeft de kenmerken van hoge frequentie, korte golflengte, klein diffractiefenomeen, vooral goede directiviteit, en kan straal- en directionele voortplanting zijn. Ultrageluid heeft een groot vermogen om vloeistoffen en vaste stoffen binnen te dringen, vooral in vaste stoffen die ondoorzichtig zijn voor zonlicht. Ultrasone golven die onzuiverheden of grensvlakken tegenkomen, zullen aanzienlijke reflecties produceren om gereflecteerde echo's te vormen, en het aanraken van bewegende objecten kan een Doppler-effect veroorzaken. Ultrasone sensoren worden veel gebruikt in de industrie, de nationale defensie, de biogeneeskunde, enz.
Het apparaat dat deze functie vervult, is een ultrasone sensor, die traditioneel een ultrasone transducer of ultrasone sonde wordt genoemd.
| Middenfrequentie | 40 ± 1,0 KHz |
| Geluidsdrukniveau verzenden | 100 dB min. |
| Gevoeligheid ontvangen | -72 dB min. |
| Echogevoeligheid | ≥230mV |
| Bellen (ms) | Maximaal 1,2 |
| Capaciteit bij | 1 Khz ± 20% 2400 pF |
| Max. rijspanning (vervolg) | 20Vrms |
| Totale stralingshoek | -6dB 47° typisch |
| Verval tijd | ≤1,2 ms |
| Bedrijfstemperatuur | -30~+80℃ |
| Opslagtemperatuur | -30~+80℃ |
De kern van een ultrasone sonde is een piëzo-elektrische chip in zijn plastic of metalen omhulsel. Er kunnen vele soorten materialen zijn die de wafel vormen. De grootte van de wafer, zoals diameter en dikte, is ook verschillend, dus de prestaties van elke sonde zijn anders. We moeten de prestaties ervan vóór gebruik begrijpen. De belangrijkste prestatie-indicatoren van ultrasone sensoren zijn onder meer:
(1) Werkfrequentie. De werkfrequentie is de resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische wafer. Wanneer de frequentie van de daarop aangelegde wisselspanning gelijk is aan de resonantiefrequentie van de chip, is de uitgangsenergie het grootst en is de gevoeligheid ook het hoogst.
(2) Werktemperatuur. Omdat het Curiepunt van piëzo-elektrische materialen over het algemeen relatief hoog is, vooral wanneer de ultrasone sonde voor diagnose minder stroom verbruikt, is de werktemperatuur relatief laag en kan deze lange tijd zonder problemen werken. Medische ultrasone sondes hebben relatief hoge temperaturen en vereisen aparte koelapparatuur.
(3) Gevoeligheid. Het hangt voornamelijk af van de productiewafel zelf. De elektromechanische koppelingscoëfficiënt is groot en de gevoeligheid is hoog; anders is de gevoeligheid laag.
Wanneer spanning wordt toegepast op piëzo-elektrische keramiek, zal mechanische vervorming optreden bij veranderingen in spanning en frequentie. Aan de andere kant, wanneer het piëzo-elektrische keramiek wordt getrild, wordt er een lading gegenereerd. Met behulp van dit principe worden, wanneer een elektrisch signaal wordt toegepast op een vibrator die is samengesteld uit twee piëzo-elektrische keramieken of een piëzo-elektrische keramiek en een metalen plaat, een zogenaamd bimorf element, ultrasone golven uitgezonden als gevolg van buigtrilling. Omgekeerd, wanneer ultrasone trillingen worden toegepast op een bimorf element, wordt een elektrisch signaal gegenereerd. Op basis van de bovenstaande effecten kan piëzo-elektrische keramiek worden gebruikt als ultrasone sensoren.
Net als een ultrasone sensor is een samengestelde vibrator flexibel op de basis bevestigd. De composietvibrator is een combinatie van een resonator en een bimorfe piëzo-elektrische elementvibrator, bestaande uit een metalen plaat en een piëzo-elektrische keramische plaat. De resonator heeft de vorm van een trompet, het doel is om de door trillingen gegenereerde ultrasone golven effectief uit te stralen en de ultrasone golven effectief te concentreren in het centrale deel van de vibrator.
De voordelen van de ultrasone afstandssensor: de longitudinale resolutie is hoog en kan transparante, doorschijnende en diffuse reflectieobjecten identificeren; bijzonder geschikt voor contactloze metingen in donkere, vochtige en andere zware omstandigheden; gebaseerd op het ultrasone sensorsensorsysteem. Miniaturisatie en integratie zijn eenvoudig te realiseren.
