Wat is ultrasoniese transducer

'n Transducer (sonde) is 'n toestel wat fisiese energie in en uit omskakel. 'n Ultrasoniese sonde skakel elektriese energie om in akoestiese energie en sit akoestiese energie om in elektriese energie. Die energie-omsetting word gerealiseer. Daarom word die ultrasoniese sonde ook 'n ultrasoniese transducer genoem, wat gebruik kan word vir beide die oordrag van ultrasoniese golwe en ontvangs, en is 'n sleutelkomponent in die ultrasoniese reeksstelsel. ultrasoniese transduktors sluit hoofsaaklik meganiese ultrasoniese transduktors, elektriese ultrasoniese transducers en elektro-akoestiese ultrasoniese transducers in. Onder hulle is elektro-akoestiese ultrasoniese sensors hoofsaaklik saamgestel uit piëzo-elektriese kristalle (elektrostriktief) en nikkel-yster-aluminiumlegering (magnetostriktief). Volgens verskillende ontwerpe het die vorm van die ultrasoniese transducer hoofsaaklik 'n kolomvorm (die voorste en agterste metaaldekplate het dieselfde deursnee), 'n horingtipe (die voorste dekplaatdeursnee word oormatig verminder deur die boogvorm), en 'n kolomvorm met 'n gedeelte in die middel.

A piëzo-elektriese keramiek-omskakelaar is 'n elektro-akoestiese omskakelaar wat elektriese en akoestiese energie omskakel gebaseer op die piëzo-elektriese en omgekeerde piëso-elektriese effekte van sekere kristalle. Piëzo-elektriese ultrasoniese sensors is hoofsaaklik saamgestel uit piëzo-elektriese wafers. Die ultrasoniese sensor wat uit piëzo-elektriese kristalle saamgestel is, is 'n omkeerbare sensor wat elektriese energie in akoestiese energie omskakel, en wanneer dit ultrasoniese golwe ontvang, kan dit ook akoestiese energie in elektriese energie omskakel. Piëso-elektriese ultrasoniese sensors werk met behulp van die resonansie van 'n piëso-elektriese kristal. Die struktuur van sommige enkelkristalmateriale het asimmetriese eienskappe. Wanneer hierdie materiale aan eksterne spanning en vervorming onderwerp word, sal die interne roosterstruktuurveranderinge (vervorming) die oorspronklike makroskopiese toestand van elektriese neutraliteit vernietig, wat 'n gepolariseerde elektriese veld tot gevolg het. (elektrochemies), die opgewekte elektriese veld (elektrodepolarisasie) is eweredig aan die grootte van die vervorming. Hierdie verskynsel word 'n positiewe piëso-elektriese effek genoem, wat deur die Curie-broers in 1880 ontdek is. Daarna, in 1881, is daar verder ontdek dat sulke enkelkristalmateriale ook 'n omgekeerde piëso-elektriese effek het, dit wil sê, wanneer 'n materiaal met 'n positiewe piëso-elektriese effek aan 'n toegepaste piëso-elektriese effek onderwerp word aan 'n toegepaste elektriese veld, word die spanning en elektriese veld opgewek. gevorm. Net proporsioneel. Eksperimente het getoon dat die piëso-elektriese effek en die omgekeerde piëso-elektriese effek binne 'n sekere limiet lineêr is. Dit wil sê, in die piëso-elektriese effek is die oppervlakladingsdigtheid van die piëso-elektriese kristal eweredig aan die grootte van die vervorming. Wanneer die spanning die teken verander, verander die lading ook die teken. In die geval van die omgekeerde piëso-elektriese effek, verrek die piëso-elektriese kristal onder die werking van die eksterne elektriese veld. Die grootte is eweredig aan die elektriese veldsterkte, en wanneer die elektriese veld omgekeer word, word die vervorming ook omgekeer. Piëso-elektriese transduktors is toestelle wat elektriese energie en akoestiese energie omskakel deur die piëso-elektriese effek van sekere enkelkristalmateriale en die elektrostriktiewe effekte van polikristallyne materiale te gebruik. As gevolg van sy hoë elektroakoestiese doeltreffendheid, groot kragkapasiteit, en die struktuur en vorm kan volgens verskillende toepassings ontwerp word, word dit wyd gebruik in die veld van ultraklank.

Ultrasoniese piëso-elektriese transduktors word verdeel in enkel- en dubbele sonde. Die enkelsondemodus verwys na 'n ultrasoniese nabyheidsomskakelaar wat gebruik word om beide ultrasoniese golwe en ultrasoniese golwe uit te stuur, dit wil sê, die sonde word vir beide transmissie en ontvangs gebruik. In die werking van die enkele sonde, wanneer ultrasoniese golwe oorgedra word, is dit nodig om 'n spanning van meer as tien volt, 'n paar tiene volt of selfs honderde volt op die sonde aan te wend om meganiese vibrasie van die sonde te veroorsaak. Hierdie meganiese vibrasie gee die vibrasie van die piëso-elektriese wafel oor na meganiese energie. Omgeskakel na akoestiese energie om ultrasoniese golwe op te wek. Wanneer die ultrasoniese golf ontvang word, verdwyn die naskok wat deur die ultrasoniese golf gegenereer word nie onmiddellik nie, en die amplitude van die uitgesaaide sein is duideliker as die amplitude van die eggo-sein, sodat die ontvangkant verkeerdelik die golf genereer wat deur die vibrasie as 'n eggo gegenereer word. Meetfoute beïnvloed die akkuraatheid van die ultrasoniese afstandmetingsensor. Die konvensionele praktyk is om die uitsending te stop, die tydperk te vertraag, die tyd van hierdie naskok te vermy en eggo's te begin ontvang, wat na die blinde sone lei. Die dubbele sonde werk deur twee ultrasoniese golwe te stuur en ultrasoniese golwe te ontvang met dieselfde sonde. Vanaf die vlak van die enkelsonde-blindsone-analise kan die dubbele-sonde-werking die blindsone heeltemal uitskakel en die meetafstand vergroot. In praktiese toepassings, omdat die afstand tussen die oordragsonde en die ontvangsonde egter klein is, en die klankgolf diffraktief is, kan die golf wat deur die ultrasoniese oordragsonde uitgestraal word nie deur die hindernis weerspieël word nie, maar die ontvangsonde direk omseil, wat lei tot die positiewe, daarom is die blinde sone steeds daar.