Avantajele și dezavantajele senzorilor cu ultrasunete

Senzorii cu ultrasunete au caracteristicile unei precizii ridicate de măsurare, funcționare stabilă și compensare a temperaturii. Sunt utilizate pe scară largă în producție, energie, materiale de construcție măsurate metalurgic, produse chimice, alimente, automobile, depozitare, nave, nave, textile, transport, explorare, nivel de lichid, monitorizare nivel, detectarea fluxului de șanț deschis, tehnologia robotilor, prelucrarea alimentelor și alte industrii pot măsura atât materiale lichide, cât și materiale solide.

Deși ultrasunetele sunt utilizate pe scară largă, după cum se spune, aurul bun nu este suficient, nimeni nu este perfect. Din înțelegerea și experiența dumneavoastră anterioară a senzorilor cu ultrasunete, există avantaje și dezavantaje ale senzorilor cu ultrasunete, vor avea aceste avantaje și dezavantaje un anumit impact asupra vieții noastre? Acesta este momentul în care înțelegem senzorii cu ultrasunete în profunzime, trebuie să acordăm atenție. 

În primul rând, să vorbim despre principiul de funcționare al senzorului ultrasonic: senzorul ultrasonic este un senzor dezvoltat folosind caracteristicile undelor ultrasonice. Sonda cu ultrasunete este compusă în principal din cipuri piezoelectrice, care pot transmite și recepționa unde ultrasonice. Generatorul de ultrasunete piezoelectric folosește de fapt rezonanța cristalului piezoelectric pentru a funcționa. Are două cipuri piezoelectrice și o placă de rezonanță. Când frecvența semnalului de impuls aplicat polilor săi este egală cu frecvența naturală de oscilație a plachetei piezoelectrice, napolitana piezoelectrică va rezona și va conduce placa de rezonanță să vibreze, ceea ce va genera unde ultrasonice. În schimb, dacă nu se aplică nicio tensiune între cei doi electrozi atunci când placa de rezonanță primește unde ultrasonice, aceasta va apăsa placa piezoelectrică pentru a vibra și a transforma energia mecanică în semnale electrice. În acest moment, devine un receptor cu ultrasunete. Sondele cu ultrasunete de putere redusă sunt utilizate în principal 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 cu undă de miel (undă de miel) și sonde duale O sondă reflectă și una 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 înaltă frecvență, lungime de undă scurtă și fenomene de difracție mică, în special o directivitate bună și pot fi propagare în raze și direcționale. Undele ultrasunete au o mare capacitate de a pătrunde în lichide și solide, în special în solidele opace ale soarelui, care pot pătrunde la o adâncime de zeci de metri. Undele ultrasonice care întâlnesc impurități sau interfețe vor produce reflexii semnificative și vor forma reflexii în ecouri, iar atingerea obiectelor în mișcare poate produce efectul Doppler. Senzorii dezvoltați pe baza caracteristicilor ultrasonice se numesc „senzori cu ultrasunete” 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 diagnosticare utilizează un senzor ultrasonic mic, temperatura de lucru este relativ scăzută și poate funcționa mult timp fără defecțiuni. Sondele cu ultrasunete medicale au temperaturi relativ ridicate și necesită echipamente frigorifice separate. Sensibilitatea depinde în principal de napolitana în sine. Coeficientul de cuplare electromecanic este mare, iar sensibilitatea este mare; în caz contrar, sensibilitatea este scăzută. Există trei motive:

1. Frecvența senzorilor cu ultrasunete actuali este relativ fixă. De exemplu, un senzor de 40KHz poate fi folosit doar la 38-42KHz. Alte frecvențe sunt similare. În prezent, senzorii cu o gamă largă de frecvențe 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, este necesar un transformator de impulsuri pentru a crește, dar va aduce și unele probleme complicate. Dacă există un senzor cu o unitate de joasă tensiune de 3 ~ 5V (putere mai mare), va fi mai bine;

3. Sensibilitatea ar trebui să fie mai mare.

Se poate observa că senzorul cu ultrasunete poate emite, recepționa 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 măsurarea ultrasonică și detectarea defectelor cu ultrasunete, care pot fi utilizate pentru a detecta epave submarine, submarine inamice și pentru a afișa leziuni interne metalice. Acestea pot fi aplicate în diverse domenii tehnice precum industrie, agricultură, industria ușoară și tratament medical, care sunt strâns legate de viața noastră.