Ako fungujú ultrazvukové senzory?

Ultrazvukové senzory sú zariadenia, ktoré premieňajú ultrazvukové signály na iné energetické signály (zvyčajne elektrické signály) na meranie vzdialenosti od senzora k cieľovému objektu. Ultrazvuková vlna je mechanická vlna s vibračnou frekvenciou vyššou ako 20 kHz a má charakteristiky vysokofrekvenčnej, krátkej vlnovej dĺžky, malého difrakčného javu, najmä dobrého smerovania, ktoré sa môžu stať lúčmi a šíriť smerom.

Ultrazvukový senzor sa môže použiť ako ultrazvukový senzor vzdialenosti na meranie vzdialenosti cieľového objektu, detekciu prítomnosti a pohybu objektu použitím elektrických signálov na keramický menič 40 kHz (vysielač) na prenos ultrazvukových vĺn a prevedenia odrazeného zvuku na elektrické signály (pozri obrázok).

Dvojica ultrazvukového snímača sa skladá z vysielača a prijímača, ktoré sú k dispozícii ako samostatné jednotky alebo sú vložené ako jednotka. Obrázok nižšie zobrazuje ultrazvukový vysielač a prijímač Manorshi 40 kHz. (Viac informácií nájdete na webovej stránke Manorshi: www.manorshi.com )

Práca ultrazvukových senzorov

Ultrazvukový vysielač používa piezoceramický kryštál pripevnený s kužeľovým kovovým listom. Ak sa na piezoceramiku aplikuje elektrické napätie, vibruje s nepretržitou expanziou a kontrakciou. Výsledkom je, že podľa vlastnosti piezoelektrického materiálu sa generujú ultrazvukové vlny, ktoré sa šíria priamo z dôvodu kužeľového tvaru rezonátora.

Ultrazvukové prijímače pracujú na presnom opačnom koncepte. Keď ultrazvuková vlna zasiahne rezonátor, vibrátor pripojenia (kovová doska) vibruje. Prilepením vibrácií piezoelektrického keramického disku na vibrátor sa prúd generuje podľa charakteristík piezoelektrického keramického materiálu. Tento prúd je ďalej prevzatý z dvoch vonkajších potenciálnych zákazníkov.

Stručne povedané, ultrazvukové senzory môžu vysielať a prijímať ultrazvukové vlny. Pri prenose ultrazvukových vĺn premieňa elektrickú energiu na ultrazvukové vlny; Pri prijímaní ozveny prevádza vibrácie ultrazvukových vĺn na elektrické signály, takže sa nazýva 'ultrazvukový prevodník '.

Výkonné charakteristiky ultrazvukových senzorov

Kvôli štrukturálnym charakteristikám kruhovej piezoelektrickej oblátky majú emitované ultrazvukové vlny určitú smerovateľnosť a prierez lúča je podobný elipse, takže rozsah detekcie je obmedzený. Uhol detekcie horizontálnej roviny je 120 stupňov a detekčný uhol vertikálnej roviny je 60 stupňov.

Vlastnosti ultrazvukových senzorov

1. Jednoduchá štruktúra a pohodlná výroba;

2. Nie je možné ľahko interferovať environmentálnymi elektromagnetickými poliami;

3. Ultrazvuk nie je citlivý na svetlo a farbu a môže sa použiť na identifikáciu priehľadných a slabo reflexných predmetov.