Zobrazenia: 87 Autor: Editor stránky Čas zverejnenia: 2020-04-14 Pôvod: stránky
Ultrazvukové senzory sú senzory vyvinuté s využitím charakteristík ultrazvuku. Ultrazvukové snímače rozsahu sú snímače, ktoré premieňajú ultrazvukové signály na iné energetické signály (zvyčajne elektrické signály). Ultrazvuk je mechanické vlnenie s frekvenciou vibrácií vyššou ako 20 kHz. Má vlastnosti vysokej frekvencie, krátkej vlnovej dĺžky, malého difrakčného javu, najmä dobrej smerovosti a môže byť šírením lúčov a smerov. Ultrazvuk má veľkú schopnosť prenikať do tekutín a pevných látok, najmä do pevných látok, ktoré sú nepriepustné pre slnečné svetlo. Ultrazvukové vlny, ktoré sa stretnú s nečistotami alebo rozhraniami, budú produkovať významné odrazy, aby sa vytvorili odrazené ozveny, a dotyk pohybujúcich sa objektov môže spôsobiť Dopplerov efekt. Ultrazvukové senzory sú široko používané v priemysle, národnej obrane, biomedicíne atď.
Zariadenie, ktoré vykonáva túto funkciu, je ultrazvukový senzor, ktorý sa tradične nazýva ultrazvukový prevodník alebo ultrazvuková sonda.
| Stredová frekvencia | 40 ± 1,0 kHz |
| Úroveň vysielacieho akustického tlaku | 100 dB min. |
| Citlivosť príjmu | -72 dB min. |
| Citlivosť ozveny | ≥230 mV |
| Vyzváňanie (ms) | 1,2 max |
| Kapacita pri | 1Khz±20% 2400pF |
| Maximálne hnacie napätie (pokračovanie) | 20 Vrms |
| Celkový uhol lúča | Typická -6dB 47° |
| Čas rozpadu | ≤ 1,2 ms |
| Prevádzková teplota | -30～+80℃ |
| Skladovacia teplota | -30～+80℃ |
Jadrom ultrazvukovej sondy je piezoelektrický čip v plastovom alebo kovovom plášti. Oblátka môže byť tvorená mnohými druhmi materiálov. Veľkosť plátku, ako je priemer a hrúbka, sa tiež líši, takže výkon každej sondy je iný, pred použitím musíme pochopiť jej výkon. Medzi hlavné ukazovatele výkonu ultrazvukových snímačov patria:
(1) Pracovná frekvencia. Pracovná frekvencia je rezonančná frekvencia piezoelektrického plátku. Keď sa frekvencia striedavého napätia aplikovaného na čip rovná rezonančnej frekvencii čipu, výstupná energia je najväčšia a citlivosť je tiež najvyššia.
(2) Pracovná teplota. Pretože Curieov bod piezoelektrických materiálov je vo všeobecnosti relatívne vysoký, najmä keď ultrazvuková sonda na diagnostiku používa menej energie, pracovná teplota je relatívne nízka a môže fungovať dlho bez zlyhania. Lekárske ultrazvukové sondy majú relatívne vysoké teploty a vyžadujú samostatné chladiace zariadenie.
(3) Citlivosť. Závisí to hlavne od samotnej výroby oblátky. Koeficient elektromechanickej väzby je veľký a citlivosť je vysoká; inak je citlivosť nízka.
Pri privedení napätia na piezoelektrickú keramiku dôjde k mechanickej deformácii so zmenami napätia a frekvencie. Na druhej strane, keď piezoelektrická keramika vibruje, vzniká náboj. Pri použití tohto princípu, keď je elektrický signál privedený na vibrátor zložený z dvoch piezoelektrických keramik alebo piezoelektrickej keramiky a kovového plechu, takzvaného bimorfného prvku, sa v dôsledku ohybových vibrácií vyžarujú ultrazvukové vlny. Naopak, keď sa na bimorfný prvok aplikuje ultrazvuková vibrácia, generuje sa elektrický signál. Na základe vyššie uvedených efektov je možné piezoelektrickú keramiku použiť ako ultrazvukové snímače.
Podobne ako ultrazvukový snímač je na základni flexibilne pripevnený zložený vibrátor. Kompozitný vibrátor je kombináciou rezonátora a bimorfného piezoelektrického vibrátora zloženého z kovového plechu a piezoelektrického keramického plechu. Rezonátor je v tvare trúbky, účelom je efektívne vyžarovať ultrazvukové vlny vznikajúce v dôsledku vibrácií a efektívne koncentrovať ultrazvukové vlny v centrálnej časti vibrátora.
Výhody ultrazvukového snímača vzdialenosti: pozdĺžne rozlíšenie je vysoké a dokáže identifikovať priehľadné, priesvitné a difúzne reflexné objekty; obzvlášť vhodné pre bezkontaktné meranie v tme, vlhku a iných náročných podmienkach; založené na ultrazvukovom senzorovom snímacom systéme Je ľahké realizovať miniaturizáciu a integráciu.
