Преимущества и недостатки ультразвуковых датчиков

Ультразвуковые датчики обладают характеристиками высокой точности измерения, стабильной работы и температурной компенсации.Они широко используются в производстве, энергетике, металлургии, измерении строительных материалов, химикатах, продуктах питания, автомобилях, складировании, кораблях, кораблях, текстиле, транспортировке, разведке, уровне жидкости, мониторинге уровня, обнаружении потока в открытых канавах, робототехнике, пищевой промышленности и т.д. другие отрасли могут измерять как жидкие, так и твердые материалы.

Хотя ультразвук широко применяется, как говорится, хорошего золота мало, никто не идеален.Судя по вашему предыдущему пониманию и опыту использования ультразвуковых датчиков, есть ли какие-либо преимущества и недостатки ультразвуковых датчиков, окажут ли эти преимущества и недостатки определенное влияние на нашу жизнь?Именно тогда мы глубже понимаем ультразвуковые датчики, на которые нужно обратить внимание. 

Прежде всего, поговорим о принципе работы ультразвукового датчика: ультразвуковой датчик — это датчик, разработанный с использованием характеристик ультразвуковых волн.Ультразвуковой зонд в основном состоит из пьезоэлектрических чипов, которые могут как передавать, так и принимать ультразвуковые волны.Пьезоэлектрический ультразвуковой генератор фактически использует для работы резонанс пьезоэлектрического кристалла.Он имеет два пьезоэлектрических чипа и резонансную пластину.Когда частота импульсного сигнала, приложенного к ее полюсам, равна собственной частоте колебаний пьезоэлектрической пластины, пьезоэлектрическая пластина будет резонировать и заставлять резонансную пластину вибрировать, что приведет к генерации ультразвуковых волн.И наоборот, если между двумя электродами не подается напряжение, когда резонансная пластина принимает ультразвуковые волны, она будет прижимать пьезоэлектрическую пластину, вызывая вибрацию и преобразуя механическую энергию в электрические сигналы.В это время он становится ультразвуковым приемником.Для обнаружения в основном используются ультразвуковые датчики малой мощности.Они имеют много различных структур и могут быть разделены на прямые зонды (продольные волны), наклонные зонды (поперечные волны), поверхностные зонды (поверхностные волны), зонды с волнами Лэмба (волны Лэмба) и двойные зонды. Один зонд отражает, а другой принимает). .

Во-вторых, использование ультразвуковых характеристик для измерения объектов имеет множество преимуществ.Это связано с тем, что ультразвуковые волны обладают характеристиками высокой частоты, короткой длины волны и небольшими дифракционными явлениями, особенно хорошей направленностью, и могут распространяться лучами и направленно.Ультразвуковые волны обладают большой способностью проникать в жидкости и твердые тела, особенно в непрозрачные солнечные твердые тела, которые могут проникать на глубину десятков метров.Ультразвуковые волны, встречающиеся с примесями или границами раздела, вызывают значительные отражения и образуют отражения в эхо, а прикосновение к движущимся объектам может вызвать эффект Доплера.Датчики, разработанные на основе ультразвуковых характеристик, называются «ультразвуковыми датчиками» и широко используются в промышленности, национальной обороне, биомедицине и т. д.

Однако, поскольку точка Кюри пьезоэлектрического материала обычно относительно высока, особенно в ультразвуковом датчике, используемом для диагностики, используется небольшой ультразвуковой датчик, рабочая температура относительно низкая, и он может работать в течение длительного времени без сбоев.Медицинские ультразвуковые датчики имеют относительно высокие температуры и требуют отдельного холодильного оборудования.Чувствительность в основном зависит от самой пластины.Коэффициент электромеханической связи велик, а чувствительность высока;в противном случае чувствительность низкая.Есть три причины:

1. Частота современных ультразвуковых датчиков относительно фиксирована.Например, датчик 40 кГц можно использовать только на частоте 38–42 кГц.Остальные частоты аналогичны.В настоящее время датчики с широким диапазоном частот практически не встречаются, например, 40–500 кГц;

2. Напряжение возбуждения относительно высокое, обычно от 100 В (пик-пик) до 1500 В (пик-пик).Во многих низковольтных устройствах для повышения напряжения требуется импульсный трансформатор, но это также приносит некоторые сложные проблемы.Если есть датчик с низковольтным приводом 3~5В (большей мощности), то будет лучше;

3. Чувствительность должна быть выше.

Видно, что ультразвуковой датчик может излучать, принимать и анализировать звук, который не может уловить наше человеческое ухо.Что касается обнаружения, использование ультразвуковых датчиков может выполнять такие функции, как ультразвуковая дальнометрия и ультразвуковая дефектоскопия, которые можно использовать для обнаружения затонувших подводных кораблей, вражеских подводных лодок и отображения внутренних металлических повреждений.Их можно применять в различных технических областях, таких как промышленность, сельское хозяйство, легкая промышленность и медицина, которые тесно связаны с нашей жизнью.