Výhody a nevýhody ultrazvukových senzorov

Ultrazvukové senzory majú charakteristiky vysokej presnosti merania, stabilnej prevádzky a kompenzácie teploty. Všeobecne sa používajú pri výrobe, energii, metalurgických meraných stavebných materiáloch, chemikáliách, potravinách, automobiloch, skladovaní, lodiach, lodiach, textíliách, preprave, prieskume, úrovni kvapaliny, monitorovania hladiny, detekcie toku priekopy, technológie robotov, spracovania potravín a iných priemyselných odvetví môžu merať kvapalné materiály a materiály v tuhých látkach.

Aj keď sa ultrazvuk široko používa, ako sa hovorí, dobré zlato nestačí, nikto nie je dokonalý. Z vášho predchádzajúceho porozumenia a skúseností s ultrazvukovými senzormi existujú nejaké výhody a nevýhody ultrazvukových senzorov, budú mať tieto výhody a nevýhody určitý vplyv na náš život? Vtedy, keď rozumieme podrobne ultrazvukové senzory, je potrebné venovať pozornosť. 

Po prvé, hovoríme o pracovnom princípe ultrazvukového senzora: ultrazvukový senzor je senzor vyvinutý pomocou charakteristík ultrazvukových vĺn. Ultrazvuková sonda sa skladá hlavne z piezoelektrických čipov, ktoré môžu vysielať a prijímať ultrazvukové vlny. Piezoelektrický ultrazvukový generátor skutočne používa na prácu rezonanciu piezoelektrického kryštálu. Má dva piezoelektrické čipy a rezonančnú dosku. Ak sa frekvencia pulzného signálu aplikovaného na jeho póly rovná prirodzenej kmitajúcej frekvencii piezoelektrickej doštičky, piezoelektrická doštička rezonuje a poháňa rezonančnú dosku, ktorá bude vibrovať, čo bude generovať ultrazvukové vlny. Naopak, ak sa medzi týmito dvoma elektródami aplikuje žiadne napätie, keď rezonančná doska prijíma ultrazvukové vlny, stlačí piezoelektrickú oblátku, aby vibrovala a premenila mechanickú energiu na elektrické signály. V súčasnosti sa stáva ultrazvukovým prijímačom. Na detekciu sa väčšinou používajú ultrazvukové sondy s nízkym výkonom. Majú veľa rôznych štruktúr a môžu sa rozdeliť na priame sondy (pozdĺžne vlny), šikmé sondy (priečne vlny), povrchové sondy (povrchové vlny), jahňací vlnový sond (jahňací vlna) a duálne sondy jedna sonda odráža a jedna sonda prijíma).

Po druhé, použitie ultrazvukových charakteristík na meranie objektov má veľa výhod. Je to preto, že ultrazvukové vlny majú charakteristiky vysokofrekvenčnej, krátkej vlnovej dĺžky a malých difrakčných javov, najmä dobrú smerovaciu úroveň, a môžu byť šírenie lúčov a smeru. Ultrazvukové vlny majú veľkú schopnosť preniknúť tekutiny a tuhé látky, najmä v nepriehľadných tuhých látkach, ktoré môžu preniknúť do hĺbky desiatok metrov. Ultrazvukové vlny, ktoré sa stretávajú s nečistotami alebo rozhraniami, prinesú významné odrazy a tvoria odrazy do ozveny a dotýkanie sa pohybujúcich sa objektov môže spôsobiť Dopplerove efekt. Senzory vyvinuté na základe ultrazvukových charakteristík sa nazývajú „ultrazvukové senzory “ a používajú sa široko v priemysle, národnej obrane, biomedicíne atď.

Pretože však Curie bod piezoelektrického materiálu je vo všeobecnosti relatívne vysoký, najmä ultrazvukový senzor používaný na diagnostiku, používa malý ultrazvukový senzor, pracovná teplota je relatívne nízka a bez zlyhania môže pracovať po dlhú dobu. Lekárske ultrazvukové sondy majú relatívne vysoké teploty a vyžadujú samostatné chladiace zariadenie. Citlivosť závisí hlavne od samotnej oblátky. Elektromechanický koeficient spojenia je veľký a citlivosť je vysoká; V opačnom prípade je citlivosť nízka. Existujú tri dôvody:

1. Frekvencia súčasných ultrazvukových senzorov je relatívne pevná. Napríklad senzor 40 kHz je možné použiť iba pri 38-42 kHz. Ostatné frekvencie sú podobné. V súčasnosti sú senzory so širokým frekvenčným rozsahom ťažko viditeľné, napríklad 40 kHz ~ 500 kHz;

2. Hnacie napätie je relatívne vysoké, zvyčajne medzi 100 VP-P a 1500 VP-P. V mnohých zariadeniach s nízkym napätím je potrebné zvýšiť impulzný transformátor, ale prinesie tiež niektoré zložité problémy. Ak existuje snímač s 3 ~ 5 V s nízkym napätím (väčší výkon), bude to lepšie;

3. Citlivosť by mala byť vyššia.

Je zrejmé, že ultrazvukový senzor môže emitovať, prijímať a analyzovať zvuk, ktorý naše ľudské ucho nedokáže zistiť. Pokiaľ ide o detekciu, použitie ultrazvukových senzorov môže dosiahnuť funkcie, ako sú ultrazvukové rozmery a detekcia ultrazvukovej chyby, ktoré sa môžu použiť na detekciu stropov podmorských lodí, nepriateľských ponoriek a na vystavenie kovových vnútorných zranení. Môžu sa uplatniť v rôznych technických oblastiach, ako je priemysel, poľnohospodárstvo, svetelný priemysel a lekárske ošetrenie, ktoré úzko súvisia s našim životom.