Ultrasonik sensorlarning afzalliklari va kamchiliklari

Ultrasonik sensorlar yuqori o'lchov aniqligi, barqaror ishlash va haroratni qoplash xususiyatlariga ega. Ular ishlab chiqarish, energetika, metallurgiya o'lchanadigan qurilish materiallari, kimyoviy moddalar, oziq-ovqat, avtomobillar, omborxonalar, kemalar, kemalar, to'qimachilik, transport, qidiruv, Suyuqlik darajasi, daraja monitoringi, ochiq ariq oqimini aniqlash, robot texnologiyasi, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.

Ultratovush keng tarqalgan bo'lib qo'llanilsa-da, deganlaridek, yaxshi oltin etarli emas, hech kim mukammal emas. Ultrasonik sensorlar haqidagi oldingi tushunchangiz va tajribangizdan ultratovush sensorlarining afzalliklari va kamchiliklari bormi, bu afzalliklar va kamchiliklar bizning hayotimizga ma'lum darajada ta'sir qiladimi? Bu ultratovush sensorlarini chuqur tushunganimizda, diqqat qilish kerak. 

Avvalo, ultratovush sensorining ishlash printsipi haqida gapiraylik: ultratovush sensori ultratovush to'lqinlarining xususiyatlaridan foydalangan holda ishlab chiqilgan sensordir. Ultrasonik prob asosan ultratovush to'lqinlarini uzatishi va qabul qilishi mumkin bo'lgan piezoelektrik chiplardan iborat. Piezoelektrik ultratovush generatori aslida ishlash uchun piezoelektrik kristalning rezonansidan foydalanadi. Unda ikkita piezoelektrik chip va rezonans plitasi mavjud. Uning qutblariga qo'llaniladigan impuls signalining chastotasi pyezoelektrik gofretning tabiiy tebranish chastotasiga teng bo'lsa, piezoelektrik gofret rezonanslashadi va rezonans plitasini tebranish uchun harakatga keltiradi, bu ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi. Aksincha, rezonans plitasi ultratovush to'lqinlarini qabul qilganda ikkita elektrod o'rtasida kuchlanish qo'llanilmasa, u tebranish va mexanik energiyani elektr signallariga aylantirish uchun piezoelektrik gofretni bosadi. Bu vaqtda u ultratovushli qabul qiluvchiga aylanadi. Kam quvvatli ultratovushli problar asosan aniqlash uchun ishlatiladi. Ular juda ko'p turli xil tuzilmalarga ega va ularni to'g'ri problarga (bo'ylama to'lqinlar), qiya zondlarga (ko'ndalang to'lqinlar), sirt problariga (sirt to'lqinlari), qo'zichoq to'lqinli zondlarga (qo'zi to'lqini) va qo'sh problarga bo'lish mumkin.

Ikkinchidan, ob'ektlarni o'lchash uchun ultratovush xususiyatlaridan foydalanish juda ko'p afzalliklarga ega. Buning sababi shundaki, ultratovush to'lqinlari yuqori chastotali, qisqa to'lqin uzunligi va kichik diffraktsiya hodisalarining xususiyatlariga ega, ayniqsa yaxshi yo'naltirilganlik va nurlanish va yo'nalishli tarqalish bo'lishi mumkin. Ultrasonik to'lqinlar suyuqlik va qattiq jismlarga, ayniqsa o'nlab metr chuqurlikka kirishi mumkin bo'lgan shaffof bo'lmagan quyosh qattiq jismlariga kirib borish qobiliyatiga ega. Nopokliklar yoki interfeyslarga duch keladigan ultratovush to'lqinlari sezilarli aks ettirishni keltirib chiqaradi va aks-sadolarga aylanadi va harakatlanuvchi ob'ektlarga teginish Doppler effektini keltirib chiqarishi mumkin. Ultrasonik xususiyatlar asosida ishlab chiqilgan sensorlar 'ultratovushli sensorlar' deb nomlanadi va sanoat, milliy mudofaa, biotibbiyot va boshqalarda keng qo'llaniladi.

Biroq, piezoelektrik materialning Curie nuqtasi odatda nisbatan yuqori bo'lgani uchun, ayniqsa diagnostika uchun ishlatiladigan ultratovush sensori kichik ultratovushli sensordan foydalanadi, ish harorati nisbatan past va u uzoq vaqt ishlamay qolishi mumkin. Tibbiy ultratovush problari nisbatan yuqori haroratga ega va alohida sovutish uskunalarini talab qiladi. Sezuvchanlik asosan gofretning o'ziga bog'liq. Elektromexanik ulanish koeffitsienti katta va sezgirlik yuqori; aks holda, sezgirlik past bo'ladi. Buning uchta sababi bor:

1.Joriy ultratovush sensorlarining chastotasi nisbatan qattiq. Misol uchun, 40KHz sensori faqat 38-42KHz da ishlatilishi mumkin. Boshqa chastotalar ham xuddi shunday. Hozirgi vaqtda keng chastota diapazoniga ega sensorlar deyarli ko'rinmaydi, masalan, 40KHz ~ 500KHz;

2.Haydash kuchlanishi nisbatan yuqori, odatda 100Vp-p va 1500Vp-p orasida. Ko'pgina past kuchlanishli qurilmalarda impuls transformatorini kuchaytirish talab qilinadi, lekin u ham ba'zi murakkab muammolarni keltirib chiqaradi. 3 ~ 5V past kuchlanishli haydovchi (kattaroq quvvat) bo'lgan sensor bo'lsa, u yaxshi bo'ladi;

3.Sezuvchanlik yuqori bo'lishi kerak.

Ko'rinib turibdiki, ultratovush sensori inson qulog'imiz aniqlay olmaydigan tovushni chiqarishi, qabul qilishi va tahlil qilishi mumkin. Aniqlash nuqtai nazaridan, ultratovush sensorlaridan foydalanish ultratovush diapazoni va ultratovushli nuqsonlarni aniqlash kabi funktsiyalarga erishishi mumkin, bu suv osti kemalari halokatini, dushman suv osti kemalarini aniqlash va metallning ichki jarohatlarini ko'rsatish uchun ishlatilishi mumkin. Bularni hayotimiz bilan chambarchas bog'liq bo'lgan sanoat, qishloq xo'jaligi, engil sanoat va tibbiyot kabi turli texnik sohalarga qo'llash mumkin.