Làm thế nào để cảm biến siêu âm hoạt động?

Cảm biến siêu âm là các thiết bị chuyển đổi tín hiệu siêu âm thành các tín hiệu năng lượng khác (thường là tín hiệu điện) để đo khoảng cách từ cảm biến sang đối tượng đích. Sóng siêu âm là một sóng cơ học với tần số rung cao hơn 20kHz và nó có đặc điểm của tần số cao, bước sóng ngắn, hiện tượng nhiễu xạ nhỏ, đặc biệt là chỉ đạo tốt, có thể trở thành tia và lan truyền theo hướng.

Cảm biến siêu âm có thể được sử dụng làm cảm biến khoảng cách siêu âm để đo khoảng cách của vật thể đích, phát hiện sự hiện diện của cũng như chuyển động của vật thể bằng cách áp dụng các tín hiệu điện thành đầu dò gốm 40kHz (máy phát) để truyền sóng siêu âm và chuyển đổi âm thanh phản xạ thành các tín hiệu điện (đề cập đến tín hiệu điện ảnh).

Một cặp cảm biến siêu âm bao gồm một máy phát và máy thu có sẵn dưới dạng các đơn vị riêng biệt hoặc được nhúng với nhau dưới dạng đơn vị. Hình ảnh dưới đây cho thấy máy phát và máy thu siêu âm của Manorshi 40kHz. (Bạn có thể tìm thêm thông tin trên trang web của Manorshi: www.manorshi.com )

Hoạt động của các cảm biến siêu âm

Máy phát siêu âm sử dụng một tinh thể piezoceramic gắn với một tấm kim loại hình nón. Khi một điện áp điện được áp dụng cho piezoceramic, nó sẽ rung với sự mở rộng và co lại liên tục. Kết quả là, theo tính chất của vật liệu áp điện, sóng siêu âm được tạo ra truyền thẳng vì hình dạng hình nón của bộ cộng hưởng.

Máy thu siêu âm làm việc trên khái niệm ngược lại chính xác. Khi sóng siêu âm xuất hiện qua bộ cộng hưởng, máy rung (tấm kim loại) được kết nối rung. Bằng cách dính vào độ rung của đĩa gốm áp điện vào máy rung, một dòng điện được tạo ra theo các đặc tính của vật liệu gốm áp điện. Dòng điện này được lấy thêm từ hai khách hàng tiềm năng bên ngoài.

Nói tóm lại, các cảm biến siêu âm có thể truyền vừa nhận sóng siêu âm. Khi truyền sóng siêu âm, nó chuyển đổi năng lượng điện thành sóng siêu âm; Khi nhận được tiếng vang, nó chuyển đổi độ rung của sóng siêu âm thành tín hiệu điện, do đó nó được gọi là 'Đầu dò siêu âm '.

Đặc điểm hiệu suất của cảm biến siêu âm

Do các đặc điểm cấu trúc của wafer áp điện tròn, sóng siêu âm phát ra có một chỉ thị nhất định và mặt cắt ngang của chùm tia tương tự như hình elip, do đó phạm vi phát hiện bị hạn chế. Góc phát hiện của mặt phẳng ngang là 120 độ và góc phát hiện của mặt phẳng thẳng đứng là 60 độ.

Các tính năng của cảm biến siêu âm

1. Cấu trúc đơn giản và sản xuất thuận tiện;

2. Không dễ bị can thiệp bởi các trường điện từ môi trường;

3. Siêu âm không nhạy cảm với ánh sáng và màu sắc, và có thể được sử dụng để xác định các vật thể phản xạ trong suốt và kém.