Ưu điểm và nhược điểm của các cảm biến siêu âm

Các cảm biến siêu âm có các đặc điểm của độ chính xác đo cao, hoạt động ổn định và bù nhiệt độ. Chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, năng lượng, vật liệu xây dựng đo lường luyện kim, hóa chất, thực phẩm, ô tô, kho lưu trữ, tàu, tàu, dệt may, vận chuyển, thăm dò, cấp độ chất lỏng, giám sát mức độ, phát hiện dòng chảy mở, công nghệ robot, chế biến thực phẩm, và các ngành công nghiệp khác có thể đo lường cả vật liệu chất lỏng.

Mặc dù siêu âm được sử dụng rộng rãi, như người ta nói, vàng tốt là không đủ, không ai là hoàn hảo. Từ sự hiểu biết và kinh nghiệm trước đây của bạn về các cảm biến siêu âm, có bất kỳ lợi thế và nhược điểm nào của các cảm biến siêu âm, liệu những ưu điểm và nhược điểm này có ảnh hưởng nhất định đến cuộc sống của chúng ta không? Đây là khi chúng ta hiểu các cảm biến siêu âm chuyên sâu, cần phải chú ý. 

Trước hết, hãy nói về nguyên tắc làm việc của cảm biến siêu âm: Cảm biến siêu âm là một cảm biến được phát triển bằng cách sử dụng các đặc điểm của sóng siêu âm. Đầu dò siêu âm chủ yếu bao gồm các chip áp điện, vừa có thể truyền và nhận sóng siêu âm. Máy phát siêu âm áp điện thực sự sử dụng sự cộng hưởng của tinh thể áp điện để hoạt động. Nó có hai chip áp điện và một tấm cộng hưởng. Khi tần số của tín hiệu xung được áp dụng cho các cực của nó bằng tần số dao động tự nhiên của wafer áp điện, wafer áp điện sẽ cộng hưởng và điều khiển tấm cộng hưởng đến rung, sẽ tạo ra sóng siêu âm. Ngược lại, nếu không có điện áp nào được áp dụng giữa hai điện cực khi tấm cộng hưởng nhận sóng siêu âm, nó sẽ nhấn wafer áp điện để rung và chuyển đổi năng lượng cơ học thành tín hiệu điện. Tại thời điểm này, nó trở thành một máy thu siêu âm. Các đầu dò siêu âm năng lượng thấp chủ yếu được sử dụng để phát hiện. Chúng có nhiều cấu trúc khác nhau và có thể được chia thành các đầu dò thẳng (sóng dọc), đầu dò xiên (sóng ngang), đầu dò bề mặt (sóng bề mặt), đầu dò sóng cừu (sóng cừu) và đầu dò kép một phản xạ và một đầu dò nhận được).

Thứ hai, việc sử dụng các đặc điểm siêu âm để đo các đối tượng có nhiều lợi thế. Đó là bởi vì sóng siêu âm có đặc điểm của tần số cao, bước sóng ngắn và hiện tượng nhiễu xạ nhỏ, đặc biệt là chỉ thị tốt, và có thể là tia sáng và truyền hướng. Sóng siêu âm có một khả năng tuyệt vời để xâm nhập vào chất lỏng và chất rắn, đặc biệt là trong các chất rắn mặt trời mờ, có thể xâm nhập vào độ sâu của hàng chục mét. Sóng siêu âm gặp phải tạp chất hoặc giao diện sẽ tạo ra sự phản xạ và phản xạ hình thức đáng kể vào tiếng vang, và chạm vào các đối tượng chuyển động có thể tạo ra hiệu ứng Doppler. Các cảm biến được phát triển dựa trên các đặc điểm siêu âm được gọi là 'cảm biến siêu âm ' và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, quốc phòng, y sinh, v.v.

Tuy nhiên, vì điểm curie của vật liệu áp điện thường tương đối cao, đặc biệt là cảm biến siêu âm được sử dụng để chẩn đoán sử dụng cảm biến siêu âm nhỏ, nhiệt độ làm việc tương đối thấp và nó có thể hoạt động trong một thời gian dài mà không bị hỏng. Các đầu dò siêu âm y tế có nhiệt độ tương đối cao và yêu cầu thiết bị làm lạnh riêng biệt. Độ nhạy chủ yếu phụ thuộc vào chính wafer. Hệ số khớp nối cơ điện là lớn và độ nhạy cao; Nếu không, độ nhạy là thấp. Có ba lý do:

1. Tần số của các cảm biến siêu âm hiện tại là tương đối cố định. Ví dụ, một cảm biến 40kHz chỉ có thể được sử dụng ở 38-42kHz. Các tần số khác là tương tự nhau. Hiện tại, các cảm biến có dải tần số rộng hầu như không được nhìn thấy, chẳng hạn như 40kHz ~ 500kHz;

2. Điện áp lái xe tương đối cao, thường là từ 100VP-P và 1500VP-P. Trong nhiều thiết bị điện áp thấp, cần có một máy biến áp xung để tăng cường, nhưng nó cũng sẽ mang lại một số vấn đề phức tạp. Nếu có một cảm biến có ổ điện áp thấp 3 ~ 5V (công suất lớn hơn), nó sẽ tốt hơn;

3. Độ nhạy nên cao hơn.

Có thể thấy rằng cảm biến siêu âm có thể phát ra, nhận và phân tích âm thanh mà tai người chúng ta không thể phát hiện. Về mặt phát hiện, việc sử dụng các cảm biến siêu âm có thể đạt được các chức năng như siêu âm và phát hiện lỗ hổng siêu âm, có thể được sử dụng để phát hiện các vụ đắm tàu ​​ngầm, tàu ngầm của kẻ thù và hiển thị chấn thương nội bộ của kim loại. Chúng có thể được áp dụng cho các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, công nghiệp ánh sáng và điều trị y tế, có liên quan chặt chẽ với cuộc sống của chúng ta.