Beginsel van ultrasoniese transducer

1 Inleiding

Met die ontwikkeling van nuwe tegnologieë soos outomatisering, die aantal ultrasoniese transducers neem toe, en alle moderne instrumente en toerusting is onafskeidbaar van sensors in die industriële produksie, veral in die produksieprosesse, verskeie transducers word gebruik om verskeie parameters van die produksieproses te monitor en te beheer, soos temperatuur, druk, vloei, ens., om die toerusting op sy beste te laat werk en die produk is op sy beste gehalte. In die middel van die 20ste eeu is gevind dat transduktorkristalle van sekere media (soos kwartskristal, natriumkaliumtartraatkristal, PZT-kristal, ens.) die hoërkrag-ultrasoniese golwe kan opwek onder die werking van hoëspanning en smal puls. Dit is anders as hoorbare klankgolwe, dit kan gebruik word vir die sweis van geïntegreerde stroombane en skoonmaak binne die prentbuis. In terme van opsporing, transducer vir diepte het die eienskappe van breking en refleksie wat soortgelyk is aan liggolwe, en ultrasoniese nano-detektors kan gebruik word. dit is besig om seebodemskeepswrakke en vyandelike duikbote op te spoor. Ultraklank het nou in baie areas van ons lewens deurgedring, soos B-ultraklank, afstandbeheer, anti-diefstal nie-vernietigende toetse, ensovoorts.

2. Die konsep van ultraklank

Mense kan hoor dat die klank gegenereer word deur die vibrasie van die voorwerp. Sy frekwensie is in die reeks van 20Hz-20kHz, wat hoorbare klankgolf genoem word. Meganiese vibrasies onder 20 Hz is onhoorbaar vir die menslike oor, genoem infraklankgolwe; meganiese vibrasies bo 20 kHz word ultrasoniese golwe genoem, en word algemeen gebruik vir ultrasoniese frekwensies van ultrasoniese eggo-sonder-omskakelaars is van tiene kHz tot tiene van MHz. Ultrasoniese golwe is meganiese ossillasies in die elastiese media. Daar is twee vorme: laterale ossillasie (dwarsgolf) en longitudinale ossillasie (longitudinale golf). Toepassings wat in die industrie gebruik word, gebruik dikwels longitudinale ossillasies. Ultrasoniese golwe kan in die gasse, vloeistowwe en vaste stowwe beweeg, maar teen verskillende voortplantingstempo's. Daarbenewens het dit ook breking en refleksie verskynsels verval tydens voortplanting. Die frekwensie van ultrasoniese golwe wat voortplant in die lug is relatief laag, oor die algemeen is dit tientalle kHz, maar die verswakking is vinniger; die frekwensie van voortplanting in die vaste stowwe en vloeistowwe is hoër, maar die verswakking is kleiner en die voortplanting is verder.

3. Kenmerke van ultraklank

Die rigting van die monteer ultrasoniese transducer is goed, dit is nie maklik om te divergeer, en die energie is gekonsentreer. Daarom is die penetrasiekrag groot, en die energieverlies is klein nadat die staalplaat van etlike meters dik binnegedring het. Ultrasoniese golwe kan aansienlike refleksie en breking produseer wanneer hulle die raakvlak tussen die twee media teëkom. Hierdie verskynsel is soortgelyk aan liggolwe. Die hoër frekwensie is die ultrasoniese omskakelaar vir vloeimeter , hoe beter is die klankveldrigting, en hoe nader is die refleksie- en brekingseienskappe van die liggolf. Deur die eienskappe van ultrasoniese golwe te gebruik, kan verskeie ultrasoniese sensors gebruik word, en verskillende stroombane kan gebruik word om verskeie ultrasoniese meetinstrumente en toestelle te maak, en word wyd gebruik in die onderwater kommunikasie, mediese en huishoudelike toestelle.

4. Beginsel van ultrasoniese sensor

Die ultrasoniese sensor is 'n sensor wat ontwikkel is deur gebruik te maak van die kenmerke van ultrasoniese golwe, en bestaan ​​uit 'n transmissiesensor, 'n ontvangsensor, 'n beheergedeelte en 'n kragtoevoergedeelte. Die sendersensor bestaan ​​uit 'n sender en piëzo-keramiekvibrator-omskakelaar met 'n deursnee van ongeveer 15 mm. Die funksies van ultrasoniese vloeimeter-omskakelaar is om die elektriese vibrasie-energie van die keramiekvibrator in superenergie om te skakel en in die lug uit te straal; die ontvangsensor is 'n piëzo-keramiekvibrator-omskakelaar. Dit is saamgestel uit 'n versterkerkring, die ontvangs 2MHz ultrasoniese sensor is om meganiese vibrasies te genereer, omskep dit in elektriese energie, en dien as 'n uitset van die sensor ontvanger om die oorgedra ultrasoniese golwe op te spoor. In die werklike gebruik word die piëzo-keramiekvibrator vir die uitstuursensor gebruik.wat ook as 'n keramiekvibrator op die ontvangsensor gebruik kan word. Die deel beheer hoofsaaklik die polsfrekwensie, dienssiklus, yl modulasie en telling, en opsporingsafstand wat deur die sender gestuur word. kragtoevoer van ultrasoniese olievlaksensor kan DC12V ± 10% of 24V ± 10% wees.