Prednosti in slabosti ultrazvočnih senzorjev

Ultrazvočni senzorji imajo značilnosti visoke natančnosti merjenja, stabilnega delovanja in temperaturne kompenzacije. Široko se uporabljajo pri proizvodnji, moči, metalurških merjenih gradbenih materialih, kemikalijah, hrani, avtomobilih, skladiščih, ladjah, ladji, tekstilih, prevozu, raziskovanju, ravni tekočine, spremljanju nivoja, odkrivanju odprtih jarkov, robotskih tehnologiji, predelavi hrane in trdnih materialov.

Čeprav se ultrazvok široko uporablja, kot pravi, dobro zlato ni dovolj, nihče ni popoln. Ali bodo te prednosti in slabosti iz vašega prejšnjega razumevanja in izkušenj z ultrazvočnimi senzorji kakšne prednosti in slabosti ultrazvočnih senzorjev, ali bodo te prednosti in slabosti določeno vplivale na naše življenje? To je, ko poglobljeno razumemo ultrazvočne senzorje, moramo biti pozorni. 

Najprej se pogovorimo o delovnem načelu ultrazvočnega senzorja: ultrazvočni senzor je senzor, razvit z značilnostmi ultrazvočnih valov. Ultrazvočna sonda je sestavljena predvsem iz piezoelektričnih čipov, ki lahko prenašajo in sprejemajo ultrazvočne valove. Piezoelektrični ultrazvočni generator dejansko uporablja resonanco piezoelektričnega kristala za delo. Ima dva piezoelektrična čips in resonančno ploščo. Ko je frekvenca impulznega signala, ki se nanaša na njegove drogove, enaka naravni frekvenci nihanja piezoelektrične rezine, bo piezoelektrična rezina odmevala in poganjala resonančno ploščo do vibriranja, kar bo ustvarilo ultrazvočne valove. Nasprotno, če med obema elektrodama ne uporabljate napetosti, ko resonančna plošča prejme ultrazvočne valove, bo pritisnila piezoelektrično rezino, da vibrira in pretvori mehansko energijo v električne signale. V tem času postane ultrazvočni sprejemnik. Ultrazvočne sonde z nizko močjo se večinoma uporabljajo za odkrivanje. Imajo veliko različnih struktur in jih je mogoče razdeliti na ravne sonde (vzdolžni valovi), poševne sonde (prečni valovi), površinske sonde (površinski valovi), jagnjetne valovne sonde (jagnjetni val) in dvojne sonde ena sonda, ki se odseva in prejme ena sonda).

Drugič, uporaba ultrazvočnih značilnosti za merjenje predmetov ima številne prednosti. To je zato, ker imajo ultrazvočni valovi značilnosti visoke frekvence, kratke valovne dolžine in majhnih difrakcijskih pojavov, zlasti dobre usmerjenosti, in lahko so žarki in usmerjeni širjenje. Ultrazvočni valovi imajo veliko sposobnost prodirati tekočine in trdne snovi, zlasti v neprozornih sončnih trdnih snovi, ki lahko prodrejo v globino več deset metrov. Ultrazvočni valovi, ki srečujejo nečistoče ali vmesnike, bodo ustvarili pomembne odseve in oblikovali odseve v odmeve, dotikanje premikajočih se predmetov pa lahko povzroči Dopplerjev učinek. Senzorji, razviti na podlagi ultrazvočnih značilnosti, se imenujejo 'ultrazvočni senzorji ' in se pogosto uporabljajo v industriji, nacionalni obrambi, biomedicini itd.

Ker pa je točka piezoelektričnega materiala na splošno relativno visoka, zlasti ultrazvočni senzor, ki se uporablja za diagnozo, uporablja majhen ultrazvočni senzor, je delovna temperatura razmeroma nizka in lahko deluje dlje časa brez odpovedi. Medicinske ultrazvočne sonde imajo razmeroma visoke temperature in zahtevajo ločeno hladilno opremo. Občutljivost je predvsem odvisna od same rezine. Elektromehanski koeficient spajanja je velik in občutljivost je velika; V nasprotnem primeru je občutljivost nizka. Obstajajo trije razlogi:

1. Frekvenca trenutnih ultrazvočnih senzorjev je relativno fiksna. Na primer, senzor 40KHz se lahko uporablja le pri 38-42kHz. Druge frekvence so podobne. Trenutno se senzorje s širokim frekvenčnim območjem skoraj ne vidijo, na primer 40kHz ~ 500kHz;

2. Vozna napetost je razmeroma visoka, na splošno med 100VP-P in 1500VP-P. V mnogih nizkonapetostnih napravah je za povečanje potreben impulzni transformator, vendar bo prinesel tudi nekaj zapletenih težav. Če obstaja senzor s 3 ~ 5V nizkonapetostnim pogonom (večja moč), bo bolje;

3. Občutljivost mora biti višja.

Vidimo, da lahko ultrazvočni senzor oddaja, sprejema in analizira zvok, ki ga naše človeško uho ne more zaznati. Glede na odkrivanje lahko uporaba ultrazvočnih senzorjev doseže funkcije, kot sta ultrazvočni razpon in ultrazvočno odkrivanje napak, ki jih je mogoče uporabiti za odkrivanje podmornic, sovražnikovih podmornic in prikaz notranje poškodbe kovin. Te je mogoče uporabiti na različnih tehničnih področjih, kot so industrija, kmetijstvo, lahka industrija in zdravstvena obravnava, ki so tesno povezana z našim življenjem.