Zalety i wady czujników ultradźwiękowych

Czujniki ultradźwiękowe mają charakterystykę wysokiej dokładności pomiaru, stabilnego działania i kompensacji temperatury. Są one szeroko stosowane w produkcji, energii, metalurgii mierzonych materiałów budowlanych, chemikaliów, żywności, samochodów, magazynowania, statków, statków, tkanin, transportu, eksploracji, poziomu płynu, monitorowania poziomu, wykrywania przepływu otwartego, technologię robotów, przetwarzanie żywności i inne branże mogą mierzyć zarówno płynne materiały, jak i materiały stałe.

Chociaż ultradźwięki jest szeroko stosowane, jak mówi przysłowie, dobre złoto nie wystarczy, nikt nie jest doskonały. Czy z twojego wcześniejszego zrozumienia i doświadczenia czujników ultradźwiękowych są jakieś zalety i wady czujników ultradźwiękowych, czy te zalety i wady mają pewien wpływ na nasze życie? To wtedy, gdy rozumiemy głębokie czujniki ultradźwiękowe, trzeba zwrócić uwagę. 

Po pierwsze, rozmawiajmy o zasadzie pracy czujnika ultradźwiękowego: czujnik ultradźwiękowy jest czujnikiem opracowanym przy użyciu charakterystyk fal ultradźwiękowych. Sonda ultradźwiękowa składa się głównie z układów piezoelektrycznych, które mogą zarówno transmitować, jak i odbierać fale ultradźwiękowe. Piezoelektryczny generator ultradźwiękowy faktycznie wykorzystuje rezonans piezoelektryczny kryształ do pracy. Ma dwa chipsy piezoelektryczne i płytę rezonansową. Gdy częstotliwość sygnału impulsowego przyłożona na jego bieguny jest równa naturalnej częstotliwości oscylacji wafla piezoelektrycznego, wafel piezoelektryczny będzie rezonował i napędza płytkę rezonansową do wibracji, która będzie generować fale ultradźwiękowe. I odwrotnie, jeśli między dwiema elektrodami nie zostanie przyłożone napięcie, gdy płyta rezonansowa odbiera fale ultradźwiękowe, naciśnie piezoelektryczne płytki do wibracji i przekształcenia energii mechanicznej na sygnały elektryczne. W tej chwili staje się odbiornikiem ultradźwiękowego. Sondy ultradźwiękowe o niskiej mocy są najczęściej stosowane do wykrywania. Mają wiele różnych struktur i można je podzielić na sondy proste (fale podłużne), skośne sondy (fale poprzeczne), sondy powierzchniowe (fale powierzchniowe), sondy fali jagnięce (fala jagnięciny) i podwójne sondy o jednej sondzie odbijają się i jedna sonda).

Po drugie, zastosowanie cech ultradźwiękowych do pomiaru obiektów ma wiele zalet. Wynika to z faktu, że fale ultradźwiękowe mają charakterystykę wysokiej częstotliwości, krótkiej długości fali i małych zjawisk dyfrakcyjnych, szczególnie dobrej kierunkowości, i mogą być promieniem i propagacją kierunkową. Fale ultradźwiękowe mają ogromną zdolność do penetracji cieczy i ciał stałych, szczególnie w nieprzezroczystych ciałach słonecznych, które mogą penetrować głębokość dziesiątek metrów. Fale ultradźwiękowe napotykające zanieczyszczenia lub interfejsy spowodują znaczne odbicia i tworzą odbicia w echa, a dotykanie poruszających się obiektów może powodować efekt Dopplera. Czujniki opracowane na podstawie cech ultradźwiękowych nazywane są „czujniki ultradźwiękowe ” i są szeroko stosowane w przemyśle, obronie narodowej, biomedycynie itp.

Ponieważ jednak punkt curie materiału piezoelektrycznego jest ogólnie stosunkowo wysoki, szczególnie czujnik ultradźwiękowy stosowany do diagnozy wykorzystuje mały czujnik ultradźwiękowy, temperatura pracy jest stosunkowo niska i może działać przez długi czas bez awarii. Sondy ultrasonograficzne medyczne mają stosunkowo wysokie temperatury i wymagają osobnego sprzętu chłodniczego. Czułość zależy głównie od samego wafla. Elektromechaniczny współczynnik sprzęgania jest duży, a czułość jest wysoka; W przeciwnym razie wrażliwość jest niska. Istnieją trzy powody:

1. Częstotliwość prądowych czujników ultradźwiękowych jest stosunkowo ustalona. Na przykład czujnik 40 kHz może być używany tylko przy 38-42 kHz. Inne częstotliwości są podobne. Obecnie nie widać czujników o szerokim zakresie częstotliwości, takie jak 40 kHz ~ 500 kHz;

2. Napięcie jazdy jest stosunkowo wysokie, ogólnie między 100 VP-P do 1500 VP-P. W wielu urządzeniach o niskim napięciu wymagany jest transformator impulsów, ale przyniesie również pewne skomplikowane problemy. Jeśli istnieje czujnik o niskim napięciu napięciowym 3 ~ 5 V (większa moc), będzie lepiej;

3. Czułość powinna być wyższa.

Można zauważyć, że czujnik ultradźwiękowy może emitować, odbierać i analizować dźwięk, którego nasze ludzkie ucho nie może wykryć. Jeśli chodzi o wykrywanie, użycie czujników ultradźwiękowych może osiągnąć funkcje, takie jak ultradźwiękowe i ultradźwiękowe wykrywanie wad, które można wykorzystać do wykrywania podwodnych wraków statków, okrętów podwodnych wroga i wyświetlania metalowych obrażeń wewnętrznych. Można je stosować do różnych dziedzin technicznych, takich jak przemysł, rolnictwo, przemysł lekki i leczenie, które są ściśle związane z naszym życiem.