Aplikace piezoelektrických ultrazvukových snímačů

1. Piezoelektrický snímač síly

Piezoelektrický snímač síly je a průmyslový ultrazvukový senzor , který využívá piezoelektrické prvky k přímé realizaci přeměny síly na elektřinu. V tahových a kompresních aplikacích se jako piezoelektrické prvky obvykle používají dva nebo více piezo křemenných krystalů. Jeho tuhost, široký rozsah měření, vysoká linearita a stabilita a dobré dynamické vlastnosti. Při použití zesilovače náboje s velkou časovou konstantou lze měřit kvazistatické síly. Podle stavu měření síly existují jednosměrné, obousměrné a třísměrné snímače a jsou v zásadě stejné.

2. Piezoelektrický snímač zrychlení

Piezoelektrický prvek se obecně skládá ze dvou piezoelektrických listů. Piezo deska se stříbrnou vrstvou na dva povrchy piezoelektrického plechu a navařte výstupní vodič na stříbrnou vrstvu, nebo upněte kus kovu mezi dva piezoelektrické plechy, vodič je přivařen ke kovovému plechu a druhý vodič výstupního konce je přímo připojen k základně ultrazvukového snímače. Umístěte hmotu s větší měrnou hmotností na piezoelektrickou desku a poté použijte tvrdou pružinu, šroub nebo matici k předepnutí hmoty. Celá sestava je instalována v kovovém plášti se silnou základnou. Aby se izolovalo jakékoli namáhání zkušebního kusu před přenosem na piezoelektrický prvek a zabránilo se falešnému výstupu signálu, je obecně nutné zesílit základnu nebo zvolit materiál s větší tuhostí. 

V současné době existuje mnoho materiálů pro výrobu piezoelektrických ultrazvukových snímačů, které lze rozdělit na části ultrazvukového snímače krystal, piezoelektrické polykrystalické a organické piezoelektrické materiály. Nejčastěji používanými piezoelektrickými snímači jsou různé typy piezoelektrické keramiky patřící mezi piezoelektrické polykrystaly a křemenné krystaly v piezoelektrických monokrystalech. Další piezoelektrické monokrystaly zahrnují niobát lithný, tantalát lithný, galát lithný a germanát vizmutitý vhodné pro prostředí s vysokou teplotou záření.

Dnešní rozsáhlé přesné systémy jsou velmi znepokojeny kvalitou a velikostí a tradiční velké piezoelektrické snímače postupně ztrácejí svůj trh. S vývojem nových materiálů a nových technologií zpracování křemíkové akcelerační senzory vyrobené různými mikroprocesorovými technologiemi, jako jsou lasery, postupně nahrazují tradiční křemíkové akcelerační senzory z důvodu jejich malých rozměrů, zaměnitelnosti a spolehlivosti. U piezoelektrického ultrazvukového senzoru funkce piezoelektrického senzoru prolomila tradiční funkci. Jeho výstupem již není jeden analogový signál, ale digitální signál zpracovaný mikropočítačem. Některé piezoelektrické senzory jako integrované ultrazvukový senzor pro měření vzdálenosti má vlastní kontrolní funkci, tedy digitální senzor, to je trend nejlepšího vývoje.