Переваги та недоліки ультразвукових датчиків

Ультразвукові датчики мають характеристики високої точності вимірювання, стабільної роботи та температурної компенсації. Вони широко використовуються у виробництві, енергетиці, металургійному вимірюванні будівельних матеріалів, хімікатах, харчових продуктах, автомобілях, складах, кораблях, кораблях, текстилі, транспортуванні, розвідці, рівні рідини, моніторингу рівня, виявленні потоку у відкритих канавах, робототехніці, харчовій промисловості та інших галузях промисловості, які можуть вимірювати як рідкі, так і тверді матеріали.

Хоча ультразвук широко використовується, як кажуть, хорошого золота недостатньо, ніхто не ідеальний. З вашого попереднього розуміння та досвіду ультразвукових датчиків, чи є якісь переваги та недоліки ультразвукових датчиків, чи матимуть ці переваги та недоліки певний вплив на наше життя? Це коли ми глибоко розуміємо ультразвукові датчики, потрібно звернути увагу. 

Перш за все, давайте поговоримо про принцип роботи ультразвукового датчика: ультразвуковий датчик - це датчик, розроблений з використанням характеристик ультразвукових хвиль. Ультразвуковий зонд в основному складається з п’єзоелектричних мікросхем, які можуть як передавати, так і приймати ультразвукові хвилі. Для роботи п’єзоелектричного ультразвукового генератора фактично використовується резонанс п’єзоелектричного кристала. Має дві п'єзоелектричні мікросхеми і резонансну пластину. Коли частота імпульсного сигналу, що подається на її полюси, дорівнює власній частоті коливань п’єзоелектричної пластини, п’єзоелектрична пластина резонує та змушує резонансну пластину вібрувати, що генеруватиме ультразвукові хвилі. І навпаки, якщо між двома електродами не подається напруга, коли резонансна пластина отримує ультразвукові хвилі, вона буде тиснути на п’єзоелектричну пластину, щоб вібрувати та перетворювати механічну енергію в електричні сигнали. У цей час він стає ультразвуковим приймачем. Для виявлення в основному використовуються малопотужні ультразвукові зонди. Вони мають багато різних структур і можуть бути розділені на прямі зонди (поздовжні хвилі), косі зонди (поперечні хвилі), поверхневі зонди (поверхневі хвилі), зонди хвиль Лемба (хвилі Лемба) і подвійні зонди. Один зонд відбиває, а інший приймає).

По-друге, використання ультразвукових характеристик для вимірювання об'єктів має багато переваг. Це пояснюється тим, що ультразвукові хвилі мають характеристики високої частоти, короткої довжини хвилі та невеликі дифракційні явища, особливо хорошу спрямованість, і можуть поширюватися променями та спрямованим поширенням. Ультразвукові хвилі мають чудову здатність проникати через рідини та тверді тіла, особливо в непрозорі сонячні тверді тіла, які можуть проникати на глибину десятків метрів. Ультразвукові хвилі, стикаючись із забрудненнями або межами розділу, створюють значні відбиття та формують відбиття у відлуння, а торкання рухомих об’єктів може спричинити ефект Доплера. Датчики, розроблені на основі ультразвукових характеристик, називаються 'ультразвуковими датчиками' і широко використовуються в промисловості, національній обороні, біомедицині тощо.

Однак, оскільки точка Кюрі п’єзоелектричного матеріалу, як правило, відносно висока, особливо ультразвуковий датчик, який використовується для діагностики, використовує невеликий ультразвуковий датчик, робоча температура відносно низька, і він може працювати протягом тривалого часу без збоїв. Медичні ультразвукові зонди мають відносно високі температури і вимагають окремого холодильного обладнання. Чутливість в основному залежить від самої пластини. Коефіцієнт електромеханічного зчеплення великий, а чутливість висока; інакше чутливість низька. Є три причини:

1. Частота поточних ультразвукових датчиків є відносно фіксованою. Наприклад, датчик 40 кГц можна використовувати лише при 38-42 кГц. Інші частоти аналогічні. В даний час датчики з широким частотним діапазоном майже не зустрічаються, наприклад 40 кГц ~ 500 кГц;

2. Напруга руху є відносно високою, як правило, між 100Vp-p і 1500Vp-p. У багатьох низьковольтних пристроях для посилення потрібен імпульсний трансформатор, але це також спричинить деякі складні проблеми. Якщо є датчик із приводом низької напруги 3 ~ 5 В (більшої потужності), це буде краще;

3.Чутливість має бути вищою.

Можна побачити, що ультразвуковий датчик може випромінювати, приймати та аналізувати звук, який наше людське вухо не вловлює. З точки зору виявлення, використання ультразвукових датчиків може досягати таких функцій, як ультразвукове визначення дальності та ультразвукова дефектоскопія, які можна використовувати для виявлення уламків підводних кораблів, підводних човнів противника та відображення металевих внутрішніх пошкоджень. Вони можуть бути застосовані до різних технічних галузей, таких як промисловість, сільське господарство, легка промисловість і лікування, які тісно пов'язані з нашим життям.