Vantagens e desvantagens dos sensores ultrassônicos

Os sensores ultrassônicos possuem características de alta precisão de medição, operação estável e compensação de temperatura. Eles são amplamente utilizados na fabricação, energia, materiais de construção medidos metalúrgicos, produtos químicos, alimentos, automóveis, armazenamento, navios, navios, têxteis, transporte, exploração, nível de líquido, monitoramento de nível, detecção de fluxo de vala aberta, tecnologia de robô, processamento de alimentos e outras indústrias podem medir materiais líquidos e materiais sólidos.

Embora o ultrassom seja muito utilizado, como diz o ditado, não basta ouro bom, ninguém é perfeito. Com base no seu conhecimento e experiência anteriores com sensores ultrassônicos, existem vantagens e desvantagens dos sensores ultrassônicos. Essas vantagens e desvantagens terão um certo impacto em nossas vidas? É quando entendemos profundamente os sensores ultrassônicos. Precisamos prestar atenção. 

Em primeiro lugar, vamos falar sobre o princípio de funcionamento do sensor ultrassônico: o sensor ultrassônico é um sensor desenvolvido a partir das características das ondas ultrassônicas. A sonda ultrassônica é composta principalmente de chips piezoelétricos, que podem transmitir e receber ondas ultrassônicas. O gerador ultrassônico piezoelétrico, na verdade, usa a ressonância do cristal piezoelétrico para funcionar. Possui dois chips piezoelétricos e uma placa de ressonância. Quando a frequência do sinal de pulso aplicado aos seus pólos é igual à frequência de oscilação natural do wafer piezoelétrico, o wafer piezoelétrico ressoará e fará a placa de ressonância vibrar, o que gerará ondas ultrassônicas. Por outro lado, se nenhuma tensão for aplicada entre os dois eletrodos quando a placa de ressonância receber ondas ultrassônicas, ela pressionará o wafer piezoelétrico para vibrar e converter energia mecânica em sinais elétricos. Neste momento, torna-se um receptor ultrassônico. Sondas ultrassônicas de baixa potência são usadas principalmente para detecção. Eles têm muitas estruturas diferentes e podem ser divididos em sondas retas (ondas longitudinais), sondas oblíquas (ondas transversais), sondas de superfície (ondas de superfície), sondas de onda de cordeiro (onda de cordeiro) e sondas duplas. Uma sonda reflete e uma sonda recebe).

Em segundo lugar, o uso de características ultrassônicas para medir objetos apresenta muitas vantagens. Isso ocorre porque as ondas ultrassônicas têm características de alta frequência, comprimento de onda curto e pequenos fenômenos de difração, especialmente boa diretividade, e podem ser propagação de raios e direcional. As ondas ultrassônicas têm grande capacidade de penetrar líquidos e sólidos, especialmente em sólidos solares opacos, que podem penetrar profundidades de dezenas de metros. Ondas ultrassônicas que encontram impurezas ou interfaces produzirão reflexões significativas e transformarão reflexões em ecos, e tocar objetos em movimento pode produzir o efeito Doppler. Sensores desenvolvidos com base em características ultrassônicas são chamados de “sensores ultrassônicos” e são amplamente utilizados na indústria, defesa nacional, biomedicina, etc.

Porém, como o ponto Curie do material piezoelétrico é geralmente relativamente alto, especialmente o sensor ultrassônico usado para diagnóstico usa um pequeno sensor ultrassônico, a temperatura de trabalho é relativamente baixa e pode funcionar por um longo tempo sem falhas. As sondas médicas de ultrassom têm temperaturas relativamente altas e requerem equipamento de refrigeração separado. A sensibilidade depende principalmente do próprio wafer. O coeficiente de acoplamento eletromecânico é grande e a sensibilidade é alta; caso contrário, a sensibilidade será baixa. Existem três razões:

1.A frequência dos sensores ultrassônicos atuais é relativamente fixa. Por exemplo, um sensor de 40KHz só pode ser usado em 38-42KHz. Outras frequências são semelhantes. Atualmente, sensores com ampla faixa de frequência dificilmente são vistos, como 40KHz ~ 500KHz;

2. A tensão de acionamento é relativamente alta, geralmente entre 100Vp-p e 1500Vp-p. Em muitos dispositivos de baixa tensão, é necessário um transformador de pulso para aumentar, mas isso também trará alguns problemas complicados. Se houver um sensor com acionamento de baixa tensão de 3 ~ 5V (maior potência), será melhor;

3.A sensibilidade deve ser maior.

Percebe-se que o sensor ultrassônico pode emitir, receber e analisar sons que nosso ouvido humano não consegue detectar. Em termos de detecção, o uso de sensores ultrassônicos pode alcançar funções como alcance ultrassônico e detecção de falhas ultrassônicas, que podem ser usadas para detectar naufrágios de submarinos, submarinos inimigos e exibir ferimentos internos de metal. Estas podem ser aplicadas a vários campos técnicos, como a indústria, a agricultura, a indústria ligeira e o tratamento médico, que estão intimamente relacionados com as nossas vidas.