Як працюють ультразвукові датчики?

Ультразвукові датчики - це пристрої, які перетворюють ультразвукові сигнали в інші енергетичні сигнали (зазвичай електричні сигнали) для вимірювання відстані від датчика до цільового об'єкта. Ультразвукова хвиля - це механічна хвиля з частотою вібрації, що перевищує 20 кГц, і вона має характеристики високої частоти, короткої довжини хвилі, невеликого дифракційного явища, особливо хорошої спрямованості, яка може стати променями і поширюватись направленим.

Ультразвуковий датчик може бути використаний як ультразвуковий датчик відстані для вимірювання відстані цільового об'єкта, виявлення наявності, а також руху об'єкта, застосовуючи електричні сигнали до 40 кГц керамічного перетворювача (передавача) для передачі ультразвукових хвиль і перетворення відбитого звуку в електричні сигнали (посилаються на картину).

Пара ультразвукового датчика складається з передавача та приймача, які доступні у вигляді окремих одиниць або вбудованих разом у вигляді одиниці. На зображенні нижче показано ультразвуковий передавач та приймач Manorshi 40 кГц. (Ви можете знайти більше інформації на веб -сайті Manorshi: www.manorshi.com )

Робота з ультразвуковими датчиками

Ультразвуковий передавач використовує п'єзоцерамічний кристал, прикріплений з конічним металевим листом. Коли електрична напруга застосовується до п'єзоцераміки, вона вібрує з безперервним розширенням та скороченням. Як результат, відповідно до властивості п'єзоелектричного матеріалу, генеруються ультразвукові хвилі, які поширюються прямо через конічну форму резонатора.

Ультразвукові приймачі працюють над абсолютно протилежною концепцією. Коли ультразвукова хвиля вражає резонатор, з'єднаний вібратор (металева пластина) вібрує. Приклеюючи вібрацію п'єзоелектричного керамічного диска до вібратора, струм генерується відповідно до характеристик п'єзоелектричного керамічного матеріалу. Цей струм додатково взято з двох зовнішніх проводів.

Коротше кажучи, ультразвукові датчики можуть як передавати, так і отримувати ультразвукові хвилі. При передачі ультразвукових хвиль він перетворює електричну енергію в ультразвукові хвилі; Отримавши відгомони, він перетворює вібрацію ультразвукових хвиль в електричні сигнали, тому його називають 'ультразвуковим перетворювачем '.

Характеристики продуктивності ультразвукових датчиків

Завдяки структурним характеристикам кругової п'єзоелектричної пластини, випромінювані ультразвукові хвилі мають певну спрямованість, а поперечний переріз променя схожий на еліпс, тому діапазон виявлення обмежений. Кут виявлення горизонтальної площини - 120 градусів, а кут виявлення вертикальної площини - 60 градусів.

Особливості ультразвукових датчиків

1. Проста структура та зручне виробництво;

2. Не легко втручатися в екологічні електромагнітні поля;

3. УЗД не чутливе до світла та кольору, і його можна використовувати для ідентифікації прозорих і погано відбиваючих об'єктів.