ข้อดีและข้อเสียของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีลักษณะของความแม่นยำในการวัดสูงการทำงานที่มั่นคงและการชดเชยอุณหภูมิ พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต, พลังงาน, วัสดุก่อสร้างที่วัดด้วยโลหะ, สารเคมี, อาหาร, รถยนต์, คลังสินค้า, เรือ, เรือ, สิ่งทอ, การขนส่ง, การสำรวจ, ระดับของเหลว, การตรวจสอบระดับ, การตรวจจับการไหลของคูน้ำ, เทคโนโลยีหุ่นยนต์, การแปรรูปอาหารและอุตสาหกรรมอื่น ๆ

แม้ว่าอัลตร้าซาวด์จะใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคำพูดไปทองคำดีไม่เพียงพอ แต่ไม่มีใครสมบูรณ์แบบ จากความเข้าใจก่อนหน้านี้และประสบการณ์ของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีข้อดีและข้อเสียของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใด ๆ ข้อได้เปรียบและข้อเสียเหล่านี้จะมีผลกระทบต่อชีวิตของเราหรือไม่? นี่คือเมื่อเราเข้าใจเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกในเชิงลึกต้องให้ความสนใจ 

ก่อนอื่นให้พูดถึงหลักการทำงานของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก: เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเป็นเซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้นโดยใช้ลักษณะของคลื่นอัลตราโซนิก โพรบอัลตราโซนิกส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิป piezoelectric ซึ่งสามารถส่งและรับคลื่นอัลตราโซนิก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลตราโซนิก Piezoelectric ใช้การสั่นพ้องของผลึก piezoelectric ในการทำงาน มันมีชิป piezoelectric สองตัวและแผ่นเรโซแนนซ์ เมื่อความถี่ของสัญญาณชีพจรที่ใช้กับเสาเท่ากับความถี่การแกว่งตามธรรมชาติของเวเฟอร์เพียโซอิเล็กทริก, เวเฟอร์แบบ piezoelectric จะสะท้อนและขับแผ่นเรโซแนนซ์เพื่อสั่นสะเทือน ในทางกลับกันหากไม่มีแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเมื่อแผ่นเรโซแนนซ์ได้รับคลื่นอัลตราโซนิกมันจะกดแผ่นเวเฟอร์แบบ piezoelectric เพื่อสั่นสะเทือนและแปลงพลังงานกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า ในเวลานี้มันจะกลายเป็นตัวรับสัญญาณอัลตราโซนิก โพรบอัลตราโซนิกพลังงานต่ำส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตรวจจับ พวกเขามีโครงสร้างที่แตกต่างกันมากมายและสามารถแบ่งออกเป็นโพรบตรง (คลื่นตามยาว), โพรบเอียง (คลื่นตามขวาง), โพรบพื้นผิว (คลื่นพื้นผิว), โพรบคลื่นแกะ (คลื่นแกะ) และโพรบคู่หนึ่งโพรบสะท้อนและโพรบหนึ่งตัวได้รับ)

ประการที่สองการใช้คุณสมบัติอัลตราโซนิกในการวัดวัตถุมีข้อดีมากมาย นั่นเป็นเพราะคลื่นอัลตราโซนิกมีลักษณะของความถี่สูงความยาวคลื่นสั้นและปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนเล็ก ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งทิศทางที่ดีและอาจเป็นรังสีและการแพร่กระจายทิศทาง คลื่นอัลตราโซนิกมีความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการเจาะของเหลวและของแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในของแข็งของดวงอาทิตย์ทึบแสงซึ่งสามารถเจาะลึกหนึ่งสิบเมตร คลื่นอัลตราโซนิกที่เผชิญกับสิ่งสกปรกหรืออินเทอร์เฟซจะสร้างการสะท้อนที่สำคัญและการสะท้อนกลับเป็นเสียงสะท้อนและการสัมผัสวัตถุที่เคลื่อนไหวสามารถสร้างเอฟเฟกต์ Doppler เซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้นจากลักษณะอัลตราโซนิกเรียกว่า 'เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ' และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ biomedicine ฯลฯ

อย่างไรก็ตามเนื่องจากจุดคูรีของวัสดุ piezoelectric โดยทั่วไปค่อนข้างสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่ใช้สำหรับการวินิจฉัยใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกขนาดเล็กอุณหภูมิการทำงานค่อนข้างต่ำและสามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่ล้มเหลว โพรบอัลตราซาวด์ทางการแพทย์มีอุณหภูมิค่อนข้างสูงและต้องการอุปกรณ์ทำความเย็นแยกต่างหาก ความไวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเวเฟอร์เอง ค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ทางไฟฟ้ามีขนาดใหญ่และความไวสูง มิฉะนั้นความไวต่ำ มีสามเหตุผล:

1. ความถี่ของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกปัจจุบันค่อนข้างคงที่ ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์ 40kHz สามารถใช้ได้ที่ 38-42kHz เท่านั้น ความถี่อื่น ๆ คล้ายกัน ในปัจจุบันเซ็นเซอร์ที่มีช่วงความถี่กว้างแทบจะไม่เห็นเช่น 40kHz ~ 500kHz;

2. แรงดันไฟฟ้าในการขับขี่ค่อนข้างสูงโดยทั่วไประหว่าง 100VP-P และ 1500VP-P ในอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าต่ำจำนวนมากจำเป็นต้องมีหม้อแปลงพัลส์เพื่อเพิ่ม แต่ก็จะนำปัญหาที่ซับซ้อนมาด้วย หากมีเซ็นเซอร์ที่มีไดรฟ์แรงดันไฟฟ้าต่ำ 3 ~ 5V (พลังงานที่ใหญ่กว่า) มันจะดีกว่า

3. ความไวควรสูงขึ้น

จะเห็นได้ว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสามารถปล่อยออกมารับและวิเคราะห์เสียงที่หูมนุษย์ของเราไม่สามารถตรวจจับได้ ในแง่ของการตรวจจับการใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสามารถบรรลุฟังก์ชั่นเช่นการตรวจหาอัลตราโซนิกและการตรวจจับข้อบกพร่องอัลตราโซนิกซึ่งสามารถใช้ในการตรวจจับซากเรือดำน้ำเรือดำน้ำเรือดำน้ำศัตรูและการบาดเจ็บภายในโลหะ สิ่งเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับสาขาเทคนิคต่าง ๆ เช่นอุตสาหกรรมการเกษตรอุตสาหกรรมแสงและการรักษาทางการแพทย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับชีวิตของเราอย่างใกล้ชิด