เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

        เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก เป็นเซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้นโดยใช้คุณสมบัติของอัลตร้าซาวด์ เซ็นเซอร์ที่หลากหลายอัลตราโซนิก คือเซ็นเซอร์ที่แปลงสัญญาณอัลตราโซนิกเป็นสัญญาณพลังงานอื่น ๆ (โดยปกติแล้วสัญญาณไฟฟ้า) อัลตร้าซาวด์เป็นคลื่นกลที่มีความถี่การสั่นสะเทือนสูงกว่า 20kHz มันมีลักษณะของความถี่สูงความยาวคลื่นสั้นปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนเล็ก ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งทิศทางที่ดีและอาจเป็นรังสีและทิศทางการแพร่กระจาย อัลตร้าซาวด์มีความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการเจาะของเหลวและของแข็งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในของแข็งที่ทึบแสงถึงแสงแดด คลื่นอัลตราโซนิกที่พบสิ่งสกปรกหรืออินเทอร์เฟซจะสร้างภาพสะท้อนที่สำคัญในการสะท้อนเสียงสะท้อนและการสัมผัสวัตถุที่เคลื่อนไหวสามารถสร้างผลกระทบของ Doppler ได้ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศชีวการแพทย์ ฯลฯ

อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้ให้สำเร็จคือเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกซึ่งเรียกว่าทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกหรือโพรบอัลตราโซนิก

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

แกนกลางของโพรบอัลตร้าซาวด์คือชิป piezoelectric ในแจ็คเก็ตพลาสติกหรือโลหะ อาจมีวัสดุหลายชนิดที่ประกอบไปด้วยเวเฟอร์ ขนาดของเวเฟอร์เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาก็แตกต่างกันดังนั้นประสิทธิภาพของแต่ละโพรบจึงแตกต่างกันเราต้องเข้าใจประสิทธิภาพก่อนการใช้งาน ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ได้แก่ :

    (1) ความถี่ในการทำงาน ความถี่ในการใช้งานคือความถี่เรโซแนนซ์ของเวเฟอร์เพียโซอิเล็กทริก เมื่อความถี่ของแรงดันไฟฟ้า AC ที่ใช้กับมันเท่ากับความถี่เรโซแนนซ์ของชิปพลังงานเอาท์พุทนั้นใหญ่ที่สุดและความไวก็สูงที่สุดเช่นกัน

    (2) อุณหภูมิการทำงาน เนื่องจากจุดคูรีของวัสดุ piezoelectric โดยทั่วไปค่อนข้างสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโพรบอัลตราโซนิกสำหรับการวินิจฉัยใช้พลังงานน้อยลงอุณหภูมิการทำงานค่อนข้างต่ำและสามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่ล้มเหลว โพรบอัลตราซาวด์ทางการแพทย์มีอุณหภูมิค่อนข้างสูงและต้องการอุปกรณ์ทำความเย็นแยกต่างหาก

    (3) ความไว ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเวเฟอร์การผลิตเอง ค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ทางไฟฟ้ามีขนาดใหญ่และความไวสูง มิฉะนั้นความไวต่ำ

โครงสร้างและหลักการทำงาน

    เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับเซรามิก piezoelectric การเสียรูปเชิงกลจะเกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ในทางกลับกันเมื่อเซรามิก piezoelectric สั่นสะเทือนประจุจะถูกสร้างขึ้น การใช้หลักการนี้เมื่อสัญญาณไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับเครื่องสั่นที่ประกอบด้วยเซรามิก piezoelectric สองตัวหรือเซรามิก piezoelectric และแผ่นโลหะซึ่งเป็นองค์ประกอบ bimorph ที่เรียกว่าคลื่นอัลตราโซนิกถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการสั่นสะเทือน ในทางกลับกันเมื่อใช้การสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกกับองค์ประกอบ bimorph สัญญาณไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น จากเอฟเฟกต์ข้างต้นเซรามิก piezoelectric สามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

    เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเครื่องสั่นสารประกอบจะได้รับการแก้ไขอย่างยืดหยุ่นบนฐาน เครื่องสั่นคอมโพสิตเป็นการรวมกันของตัวสั่นสะเทือนและเครื่องสั่นองค์ประกอบ bimorph piezoelectric ประกอบด้วยแผ่นโลหะและแผ่นเซรามิกแบบเพียโซอิเล็กทริก Resonator อยู่ในรูปของทรัมเป็ตวัตถุประสงค์คือการแผ่คลื่นอัลตราโซนิกที่เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากการสั่นสะเทือนและเพื่อให้มีสมาธิกับคลื่นอัลตราโซนิกในส่วนกลางของเครื่องสั่น

    ข้อดีของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก: ความละเอียดตามยาวสูงและสามารถระบุวัตถุสะท้อนความโปร่งใสโปร่งแสงและกระจาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการวัดแบบไม่สัมผัสในสภาพมืดชื้นและอื่น ๆ จากระบบตรวจจับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมันเป็นเรื่องง่ายที่จะตระหนักถึงการย่อขนาดและการรวม