Wat is die ultrasoniese transducer sensors

Ultrasoniese transducer sensors ontwikkel met behulp van die eienskappe van ultrasoniese golwe. Ultrasonies is 'n meganiese golf met 'n hoër vibrasiefrekwensie as klankgolwe. Dit word gegenereer deur die vibrasie van die transducer chip onder die opwekking van spanning. Dit het 'n hoë frekwensie, kort golflengte, klein diffraksie verskynsel, veral goeie rigting, en kan gerig word in strale. Verspreiding en ander kenmerke. Ultrasoniese golwe het 'n groot vermoë om vloeistowwe en vaste stowwe binne te dring, veral in vaste stowwe wat ondeursigtig is vir sonlig. Dit kan tot 'n diepte van tientalle meters binnedring. Wanneer die ultrasoniese golf die onsuiwerheid of die koppelvlak tref, sal dit 'n beduidende refleksie produseer om 'n eggo te vorm, en dit kan 'n Doppler-effek produseer wanneer dit 'n bewegende voorwerp tref. Sensors wat ontwikkel is op grond van ultrasoniese kenmerke word 'ultrasoniese sensors' genoem en word wyd gebruik in die industrie, nasionale verdediging en biogeneeskunde.

komponent

Ultrasoniese transducers bestaan ​​hoofsaaklik uit piëso-elektriese wafers, ultrasoniese reeks transducer kan ultrasoniese golwe uitstuur en ontvang. Lae-krag ultraklank probes word meestal gebruik vir opsporing. Dit het baie verskillende strukture, wat verdeel kan word in reguit sonde (langsgolf), skuins sonde (dwarsgolf), oppervlakgolfsonde (oppervlakgolf), Lamgolfsonde (Lamgolf), dubbele sonde (een sonde word oorgedra, een sonde word ontvang) Wag.

Prestasie

Die kern van die ultrasoniese sonde is a piëzo-elektriese ultrasoniese sensorskyfie in sy plastiek- of metaalomhulsel. Daar kan baie soorte materiale wees waaruit die wafer bestaan. Die grootte van die wafer, soos deursnee en dikte is ook anders, so die werkverrigting van elke sonde is anders, ons moet die prestasie daarvan ken voor gebruik. Die belangrikste prestasie-aanwysers van ultrasoniese sensors sluit in:

werk frekwensie

Die werkfrekwensie is die resonansiefrekwensie van die piëso-elektriese wafer. Wanneer die frekwensie van die WS-spanning wat aan beide kante daarvan toegepas word, gelyk is aan die resonansiefrekwensie van die skyfie, sal die uitsetenergie die hoogste wees, en die sensitiwiteit die hoogste.

Bedryfstemperatuur

Aangesien die Curie-punt van piëzo-elektriese materiale oor die algemeen relatief hoog is, veral vir ultrasoniese probes vir diagnose

Ultrasoniese sensor

Die krag is klein, so die werkstemperatuur is relatief laag, en dit kan lank werk sonder om te misluk. Die temperatuur van mediese ultraklank probes is relatief hoog en vereis aparte verkoeling toerusting.

Sensitiwiteit

Hang hoofsaaklik af van die vervaardigingswafer self. Die elektromeganiese koppelingskoëffisiënt is groot en die sensitiwiteit is hoog; inteendeel, die sensitiwiteit is laag.

Rigting

Ultrasoniese sensor opsporingsreeks

hooftoepassing

Ultrasoniese sensing tegnologie word toegepas in verskillende aspekte van produksie praktyk, en mediese toepassing is sy een van die belangrikste toepassings van ultrasoniese sensors, die volgende gebruik medisyne as 'n voorbeeld om die toepassing van ultrasoniese sensing tegnologie te illustreer. Die toepassing van piëzo-elektriese ultrasoniese transducer in medisyne is hoofsaaklik om siektes te diagnoseer, en dit het 'n onontbeerlike diagnostiese metode in kliniese medisyne geword. Die voordele van ultraklankdiagnose is: geen pyn, geen skade aan die ondersoeker nie, eenvoudige metode, duidelike beeldvorming, hoë diagnostiese akkuraatheid, ens. Daarom is dit maklik om te bevorder en word dit verwelkom deur mediese werkers en pasiënte. Ultraklankdiagnose kan op verskillende mediese beginsels gebaseer word. Kom ons kyk na een van die verteenwoordigende sogenaamde A-tipe metodes. Hierdie metode gebruik die weerkaatsing van ultrasoniese golwe. Wanneer ultrasoniese golwe in menslike weefsel voortplant en twee media-koppelvlakke met verskillende akoestiese impedansies teëkom, word gereflekteerde eggo's by die koppelvlak gegenereer. Elke keer as 'n reflekterende oppervlak teëgekom word, word die eggo op die ossilloskoopskerm vertoon, en die impedansieverskil tussen die twee koppelvlakke bepaal ook die amplitude van die eggo. In die industrie is die tipiese toepassings van ultrasoniese nie-vernietigende toetsing van metale en ultrasoniese diktemeting. In die verlede is baie tegnologieë belemmer omdat hulle nie die binnekant van die voorwerp se weefsels kon opspoor nie. Die opkoms van ultrasoniese waarnemingstegnologie het hierdie situasie verander. Natuurlik word meer ultrasoniese sensors vas op verskillende toestelle geïnstalleer om die seine wat mense nodig het 'stil' op te spoor. In die toepassing van ultrasoniese sensors in die toekoms, sal ultraklank gekombineer word met inligtingstegnologie en nuwe materiaal tegnologie, en meer intelligente en hoogs sensitiewe ultrasoniese sensors sal verskyn.

Tegnologie toepassing van ultrasoniese afstand sensor 

Ultrasoniese golwe het 'n groot vermoë om vloeistowwe en vaste stowwe binne te dring, veral in ondeursigtige vaste stowwe, waar hulle tot 'n diepte van tientalle meters kan penetreer. Wanneer die ultrasoniese golf die onsuiwerheid of die koppelvlak tref, sal dit 'n beduidende refleksie produseer om 'n eggo te vorm, en dit kan 'n doppler-effek produseer wanneer dit 'n bewegende voorwerp tref. Daarom word ultrasoniese toetsing wyd gebruik in die industrie, nasionale verdediging, biomedisyne, ens. Ultrasoniese afstandsensors kan wyd gebruik word in vlak (vloeistofvlak) monitering, robotteenbotsing, verskeie ultrasoniese nabyheidskakelaars en anti-diefstalalarms en ander verwante velde. Hulle is betroubaar in werk, maklik om te installeer, waterdig, klein lanseerhoek, hoë sensitiwiteit, Dit is gerieflik om met industriële vertooninstrumente te verbind, en probes met groter lanseringshoeke word ook voorsien.

Konkrete toepassing

1. Die ultrasoniese sensor kan die status van die houer opspoor. Wanneer die ultrasoniese sensor bo-op die plastieksmelttenk of die plastiekkorrelkamer geïnstalleer word, wanneer klankgolwe in die houer vrygestel word, kan die status van die houer dienooreenkomstig ontleed word, soos vol, leeg of halfvol.

2. Ultrasoniese sensors kan gebruik word om deursigtige voorwerpe, vloeistowwe, enige digte materiale met growwe, gladde en ligte oppervlaktes en onreëlmatige voorwerpe op te spoor. Maar dit is nie geskik vir buitelug, warm omgewing of druktenk en skuim voorwerpe nie.

3. Ultrasoniese sensors kan in voedselverwerkingsaanlegte gebruik word om 'n geslote-lusbeheerstelsel vir plastiekverpakkingopsporing te realiseer. Met die nuwe tegnologie kan dit in die vogtige ring, soos die bottelwasmasjien, die geraasomgewing en die omgewing met uiterste temperatuurveranderinge opspoor.

4.Ultrasoniese sensors kan gebruik word om vloeistofvlak op te spoor, deursigtige voorwerpe en materiale op te spoor, spanning te beheer en afstande te meet, hoofsaaklik vir verpakking, bottelmaak, materiaalhantering, steenkoolinspeksie, plastiekverwerking en motorbedryf. Ultrasoniese sensors kan gebruik word vir prosesmonitering om produkkwaliteit te verbeter, defekte op te spoor, teenwoordigheid en ander aspekte te bepaal. Gebruik ultrasoniese sensortegnologie om verkeerde trap te voorkom. Nissan het ’n funksie ontwikkel om te verhoed dat die voertuig versnel deur per ongeluk op die versneller te trap wanneer die rem op die punt staan ​​om getrap te word. Wanneer kameras en ultrasoniese sensors gebruik word om die situasie van 'parkering in die parkeerterrein' af te lei, as Die bestuurder die remme sal dwing wanneer hy op die versneller trap. Hierdie tegnologie is geskeduleer om binne 2 tot 3 jaar in prakties gebruik te word. Ultrasoniese sensortegnologie is ontwikkel om ongelukke te voorkom wat veroorsaak word deur die verkeerde rem en versneller te trap wanneer jy in 'n parkeerterrein parkeer.

Die tegnologie word verwesenlik deur vier kameras te gebruik wat toegerus is met een voor, agter, links en regs van die voertuig, en agt ultrasoniese sensors in die voorbuffer en die agterbuffer. Die vier kameras gebruik die 'surround view display'-kamera wat die voëlvlug-aansig van die voertuig se omgewing vertoon. Gebruik die kamera om wit lyne te herken om af te lei dat die motor in die parkeerterrein is, en gebruik die ultrasoniese sensor om die afstand tussen die motor en omliggende hindernisse te meet om die tydsberekening van rem te bepaal. Die voorkoming van ongelukke wat veroorsaak word deur die verkeerde rem en versneller te trap, word in twee stappe geïmplementeer. Wanneer die bestuurder op die parkeerterrein wil stop, as hy die versneller trap, verminder hy eers die spoed tot kruipspoed, gebruik die ikoon op die paneelbord om gevaar aan te dui, en maak 'n alarm. As die bestuurder aanhou om op die versneller te trap en op die punt is om 'n muur of ander voorwerpe te tref, sal die rem geforseer word. Die tydsberekening van rem .Die motor kan stop wanneer dit ongeveer 20 tot 30 cm van die hindernis af is.

Werksbeginsel

Mense kan hoor dat die klank geproduseer word deur die vibrasie van die voorwerp, en die frekwensie daarvan is binne die reeks van 20HZ-20KHZ ultrasoniese sensor, meer as 20KHZ word ultrasoniese genoem, en onder 20HZ word infraklank genoem. Die algemeen gebruikte ultrasoniese frekwensie wissel van tiene van KHZ tot tiene van MHZ. Ultraklank is 'n soort meganiese ossillasie in elastiese medium, wat twee vorme het: transversale ossillasie (dwarsgolf) en longitudinale ossillasie (longitudinale golf). Die toepassing in die industrie neem hoofsaaklik longitudinale ossillasie aan. Ultrasoniese golwe kan voortplant in gasse, vloeistowwe en vaste stowwe, en hul voortplantingsspoed verskil. Daarbenewens het dit ook breking en refleksie verskynsels, en verswakking tydens voortplanting. Die frekwensie van ultrasoniese golwe wat in die lug voortplant, is laag, gewoonlik tientalle KHZ, terwyl die frekwensie in vaste stowwe en vloeistowwe hoër kan wees. Die verswakking is vinniger in die lug, terwyl dit in vloeistof en vaste stof versprei, die verswakking is klein, en die verspreiding is langer. Deur gebruik te maak van die eienskappe van ultrasoniese golwe, kan dit gemaak word in verskeie ultrasoniese sensors, toegerus met verskillende stroombane, en gemaak word in verskeie ultrasoniese meetinstrumente en toestelle, en hulle word wyd gebruik in kommunikasie, mediese toestelle en ander aspekte.

Die belangrikste materiale van ultrasoniese afstand transducer sensors is piëzo-elektriese kristal (elektrostriksie) en nikkel-yster-aluminium legering (magnetostriksie). Elektrostriktiewe materiale sluit loodsirkonaattitanaat (PZT) ensovoorts in. Die ultrasoniese sensor wat uit piëzo-elektriese kristal bestaan, is 'n omkeerbare sensor. Dit kan elektriese energie omskakel in meganiese ossillasie om ultrasoniese golwe op te wek. Terselfdertyd, wanneer dit ultrasoniese golwe ontvang, kan dit ook in elektriese energie omgeskakel word, sodat dit in senders of ontvangers verdeel kan word. Sommige ultrasoniese sensors kan gebruik word vir beide stuur en ontvang. Slegs klein ultrasoniese sensors word hier bekendgestel. Daar is 'n effense verskil tussen stuur en ontvang. Dit is geskik vir oordrag in die lug, en die werkfrekwensie is oor die algemeen 23-25KHZ en 40-45KHZ. Hierdie tipe ultrasoniese sensor is geskik vir reeks, ultrasoniese sensorbeheer, anti-diefstal en ander doeleindes. Daar is T/R-40-60, T/R-40-12, ens. (waar T beteken stuur, R beteken ontvang, 40 beteken die frekwensie is 40KHZ, 16 en 12 beteken sy buitenste deursnee, in millimeter). Daar is ook 'n verseëlde ultrasoniese sensor. Die kenmerk daarvan is dat dit waterdig is (maar nie in die water gesit kan word nie), as 'n materiaalvlak- en nabyheidsskakelaar gebruik kan word, en sy werkverrigting is beter. Daar is drie basiese tipes ultrasoniese toepassings, transmissie tipe word gebruik vir afstandbeheer, anti-diefstal alarm, outomatiese deur, nabyheid skakelaar, geskei refleksie tipe word gebruik vir afstand meting, vloeistof vlak of materiaal vlak; refleksie tipe word gebruik vir materiaal fout opsporing, dikte meting, ens. Dit bestaan ​​uit stuursensor (of golfsender), ontvangsensor (of golfontvanger), beheerdeel en kragtoevoerdeel. Die sendersensor bestaan ​​uit 'n sender en 'n keramiekvibrator-omskakelaar met 'n deursnee van ongeveer 15 mm. Die funksie van die transducer is om die elektriese vibrasie-energie van die keramiekvibrator in superenergie om te skakel en in die lug uit te straal; terwyl die ontvangsensor saamgestel is uit 'n keramiese vibrator-omskakelaar Saamgestel met 'n versterkerkring, ontvang die transducer die golf om meganiese vibrasie te produseer, omskep dit in elektriese energie, as die uitset van die sensor-ontvanger, om sodoende die oorgedra super op te spoor. In werklike gebruik kan die keramiekvibrator wat as die oordragsensor gebruik word, ook gebruik word. Word gebruik as 'n keramiek vibrator vir die ontvanger sensor maatskappy. Die beheerdeel beheer hoofsaaklik die pulskettingfrekwensie, dienssiklus, yl modulasie en telling, en opsporingsafstand wat deur die sender gestuur word.

Werksprogram

As jy 'n piëzo-elektriese keramiekkristal (dubbelkristal-ossillator) met 'n resonansiefrekwensie van 40KHz in die sensor stuur. Die ultrasoniese sensor pas 'n hoëfrekwensiespanning van 40KHz toe, en die piëzo-elektriese keramiekplaat brei uit en trek saam volgens die polariteit van die frekwensie wat toegepas word hoë- en dan frekwensie 40KHz. ultrasoniese golwe, wat voortplant in die vorm van digtheid (die graad van digtheid kan deur die beheerkring gemoduleer word), En stuur dit na die golfontvanger. Die ontvanger gebruik die beginsel van die piëso-elektriese effek wat deur die druksensor gebruik word, dit wil sê die toepassing van druk op die piëso-elektriese element om die piëso-elektriese element te laat rek, dan 'n 40KHz sinus met 'n '+' pool aan die een kant en 'n '-' pool aan die ander kant Spanning. Omdat die amplitude van die hoëfrekwensiespanning klein is, moet dit versterk word. Ultrasoniese sensors laat die bestuurder toe om veilig te rugsteun. Die beginsel is om enige struikelblokke op of naby die teruglooppaadjie op te spoor en betyds 'n waarskuwing uit te reik. Die ontwerpte opsporing van ultrasoniese afstandtransducer kan beide klank en lig hoorbare en visuele waarskuwings op dieselfde tyd verskaf. Die waarskuwing dui aan dat die afstand en rigting van hindernisse in die blinde sone opgespoor word. Op hierdie manier, of dit nou parkeer of op 'n smal plek ry, sal die bestuurder se sielkundige druk met behulp van die omgekeerde hindernis-alarmopsporingstelsel verminder word, en die bestuurder kan die nodige aksies met gemak neem.

Bedryfsmodus

Die ultrasoniese sensor gebruik die ultrasoniese akoestiese golfmedium om nie-kontak en slytasievrye opsporing van die bespeurde voorwerp uit te voer. Die ultrasoniese sensor kan deursigtige of gekleurde voorwerpe, metaal- of nie-metaalvoorwerpe, vaste, vloeibare en poeieragtige stowwe opspoor. Sy opsporingsprestasie word skaars deur enige omgewingstoestande beïnvloed, insluitend rook- en stofomgewings en reënerige dae.