Wyświetlenia: 110 Autor: Grace Czas publikacji: 2021-06-25 Pochodzenie: Strona
Czujniki ultradźwiękowe to urządzenia, które przekształcają sygnały ultradźwiękowe w inne sygnały energetyczne (zwykle sygnały elektryczne) w celu pomiaru odległości od czujnika do obiektu docelowego. Fala ultradźwiękowa jest falą mechaniczną o częstotliwości drgań wyższej niż 20 kHz i charakteryzuje się wysoką częstotliwością, krótką długością fali, małym zjawiskiem dyfrakcyjnym, szczególnie dobrą kierunkowością, która może stać się promieniami i rozchodzić się kierunkowo.
Czujnik ultradźwiękowy może być używany jako ultradźwiękowy czujnik odległości do pomiaru odległości od obiektu docelowego, wykrywania obecności i ruchu obiektu poprzez podanie sygnałów elektrycznych do ceramicznego przetwornika (nadajnika) 40 kHz w celu przesyłania fal ultradźwiękowych i przekształcania odbitego dźwięku na sygnały elektryczne (patrz rysunek).
Para czujników ultradźwiękowych składa się z nadajnika i odbiornika, które są dostępne jako oddzielne jednostki lub osadzone razem jako pojedyncza jednostka. Poniższy obrazek przedstawia ultradźwiękowy nadajnik i odbiornik Manorshi 40KHz. (Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej Manorshi: www.manorshi.com )
Przetwornik ultradźwiękowy wykorzystuje kryształ piezoceramiczny połączony ze stożkową blachą. Kiedy do piezoceramiki przyłożone jest napięcie elektryczne, zaczyna ono wibrować w wyniku ciągłego rozszerzania i kurczenia się. W rezultacie, zgodnie z właściwością materiału piezoelektrycznego, powstają fale ultradźwiękowe, które ze względu na stożkowy kształt rezonatora rozchodzą się prosto.
Odbiorniki ultradźwiękowe działają w oparciu o dokładnie odwrotną koncepcję. Kiedy fala ultradźwiękowa przechodzi przez rezonator, podłączony wibrator (metalowa płyta) wibruje. Przyklejając drgania piezoelektrycznego dysku ceramicznego do wibratora, generowany jest prąd zgodny z charakterystyką piezoelektrycznego materiału ceramicznego. Prąd ten jest dalej pobierany z dwóch zewnętrznych przewodów.
Krótko mówiąc, czujniki ultradźwiękowe mogą zarówno transmitować, jak i odbierać fale ultradźwiękowe. Przesyłając fale ultradźwiękowe, przekształca energię elektryczną w fale ultradźwiękowe; odbierając echa, przekształca drgania fal ultradźwiękowych na sygnały elektryczne, dlatego nazywa się go „przetwornikiem ultradźwiękowym”.
Ze względu na właściwości strukturalne okrągłej płytki piezoelektrycznej, emitowane fale ultradźwiękowe mają określoną kierunkowość, a przekrój poprzeczny wiązki przypomina elipsę, przez co zasięg detekcji jest ograniczony. Kąt detekcji płaszczyzny poziomej wynosi 120 stopni, a kąt detekcji płaszczyzny pionowej wynosi 60 stopni.
1. Prosta konstrukcja i wygodna produkcja;
2. Niełatwo zakłócane przez środowiskowe pola elektromagnetyczne;
3. Ultradźwięki nie są wrażliwe na światło i kolor i można je stosować do identyfikacji obiektów przezroczystych i słabo odbijających światło.
