Avantaje și dezavantaje ale senzorilor cu ultrasunete

Senzorii cu ultrasunete au caracteristicile preciziei ridicate de măsurare, funcționarea stabilă și compensarea temperaturii. Acestea sunt utilizate pe scară largă în fabricare, energie electrică, materiale de construcție măsurate metalurgice, substanțe chimice, alimente, automobile, depozitare, nave, nave, textile, transport, explorare, nivel de lichid, monitorizare a nivelului, detectarea fluxului de șanț deschis, tehnologie robot, procesarea alimentelor și alte industrii pot măsura atât materiale lichide, cât și materiale solide.

Deși ecografia este utilizată pe scară largă, așa cum spune zicala, aurul bun nu este suficient, nimeni nu este perfect. Din înțelegerea și experiența anterioară a senzorilor cu ultrasunete, există avantaje și dezavantaje ale senzorilor cu ultrasunete, aceste avantaje și dezavantaje vor avea un anumit impact asupra vieții noastre? Acest lucru este atunci când înțelegem senzorii cu ultrasunete în profunzime, trebuie să acordăm atenție. 

În primul rând, să vorbim despre principiul de lucru al senzorului cu ultrasunete: senzorul cu ultrasunete este un senzor dezvoltat folosind caracteristicile undelor cu ultrasunete. Sonda cu ultrasunete este compusă în principal din chipsuri piezoelectrice, care pot transmite și primi valuri ultrasonice. Generatorul cu ultrasonic piezoelectric folosește de fapt rezonanța cristalului piezoelectric pentru a funcționa. Are două chipsuri piezoelectrice și o placă de rezonanță. Atunci când frecvența semnalului de impuls aplicat pe poli săi este egală cu frecvența naturală de oscilație a plafonului piezoelectric, placa piezoelectrică va rezona și va conduce placa de rezonanță să vibreze, ceea ce va genera valuri ultrasonice. În schimb, dacă nu se aplică nicio tensiune între cei doi electrozi atunci când placa de rezonanță primește unde cu ultrasunete, aceasta va apăsa placa piezoelectrică pentru a vibra și transforma energia mecanică în semnale electrice. În acest moment, devine un receptor cu ultrasunete. Sondele ultrasonice cu putere mică sunt utilizate în mare parte pentru detectare. Au multe structuri diferite și pot fi împărțite în sonde drepte (unde longitudinale), sonde oblice (unde transversale), sonde de suprafață (unde de suprafață), sonde de undă de miel (undă de miel) și sonde duale pe care o sondă le reflectă și o sondă primește).

În al doilea rând, utilizarea caracteristicilor ultrasonice pentru măsurarea obiectelor are multe avantaje. Acest lucru se datorează faptului că undele ultrasonice au caracteristicile de frecvență ridicată, lungime de undă scurtă și fenomene mici de difracție, în special o directivitate bună și pot fi raze și propagare direcțională. Valurile cu ultrasunete au o capacitate excelentă de a pătrunde în lichide și solide, în special în solidele solare opac, care pot pătrunde o adâncime de zeci de metri. Undele cu ultrasunete care se confruntă cu impurități sau interfețe vor produce reflecții semnificative și vor forma reflecții în ecouri, iar atingerea obiectelor în mișcare poate produce efectul Doppler. Senzorii dezvoltați pe baza caracteristicilor ultrasonice se numesc „senzori ultrasonici ” și sunt utilizați pe scară largă în industrie, apărare națională, biomedicină etc.

Cu toate acestea, deoarece punctul Curie al materialului piezoelectric este, în general, relativ ridicat, în special senzorul cu ultrasunete utilizat pentru diagnostic folosește un senzor cu ultrasunete mic, temperatura de lucru este relativ scăzută și poate funcționa mult timp fără eșec. Sondele cu ultrasunete medicale au temperaturi relativ ridicate și necesită echipamente de refrigerare separate. Sensibilitatea depinde în principal de placa în sine. Coeficientul de cuplare electromecanică este mare, iar sensibilitatea este ridicată; În caz contrar, sensibilitatea este scăzută. Există trei motive:

1. Frecvența senzorilor cu ultrasunete curente este relativ fixată. De exemplu, un senzor de 40kHz poate fi utilizat doar la 38-42KHz. Alte frecvențe sunt similare. În prezent, senzorii cu o gamă largă de frecvență sunt cu greu văzuți, cum ar fi 40kHz ~ 500kHz;

2. Tensiunea de conducere este relativ mare, în general între 100VP-P și 1500VP-P. În multe dispozitive de joasă tensiune, un transformator de impulsuri este necesar să se stimuleze, dar va aduce și unele probleme complicate. Dacă există un senzor cu 3 ~ 5V de joasă tensiune (putere mai mare), acesta va fi mai bine;

3. Sensibilitatea ar trebui să fie mai mare.

Se poate observa că senzorul cu ultrasunete poate emite, primi și analiza sunetul pe care urechea noastră umană nu îl poate detecta. În ceea ce privește detectarea, utilizarea senzorilor cu ultrasunete poate realiza funcții precum ultrasunete și detectarea defectelor cu ultrasunete, care pot fi utilizate pentru a detecta naufragiile submarine, submarinele inamice și pentru a afișa leziuni interne din metal. Acestea pot fi aplicate diferitelor domenii tehnice, cum ar fi industria, agricultura, industria ușoară și tratamentul medical, care sunt strâns legate de viața noastră.