Indikátory výkonu Ultrazvukový snímač vzdálenosti

Ultrazvukový snímač vzdálenosti může být široce používán v souvisejících oblastech, jako je hladina, hladina kapaliny, monitorování, robot proti srážce, různé ultrazvukové spínače přiblížení a alarmy proti krádeži. Je spolehlivý v provozu, snadno se instaluje, vodotěsný, s malým úhlem spuštění, vysokou citlivostí a pohodlím. Je připojen k průmyslovému zobrazovacímu přístroji a také poskytuje sondu s velkým úhlem vyzařování. Principem návrhu ultrazvukového senzoru vzdálenosti je, že ultrazvukový senzor je senzor vyvinutý s využitím charakteristik ultrazvukových vln. Ultrazvukové vlnění je druh mechanického vlnění s frekvencí vibrací vyšší než u zvukových vln. Je generován vibrací desky měniče při buzení napětí. Má vysokou frekvenci, krátkou vlnovou délku, malý difrakční jev, zvláště dobrou směrovost může být paprskově orientován. Vlastnosti, jako je komunikace. 

Ultrazvukové vlny mají velkou schopnost pronikat kapalinami a pevnými látkami, zejména v pevných látkách neprůhledných pro sluneční záření, které mohou proniknout do hloubky několika desítek metrů. Když ultrazvuková vlna narazí na nečistotu nebo rozhraní, vytvoří významný odraz a vytvoří odraz v ozvěnu, která může při dopadu na pohybující se objekt vyvolat dopplerovský efekt. Proto je ultrazvukové testování široce používáno v průmyslu, národní obraně, biomedicíně a dalších oblastech. Ultrazvuk se používá jako detekční prostředek a musí být generovány ultrazvukové vlny a ultrazvukové vlny. Zařízení, které provádí tuto funkci, je ultrazvukový senzor pro měření vzdálenosti, který se obvykle nazývá ultrazvukový převodník nebo ultrazvuková sonda. Indikátory výkonu ultrazvukového snímače vzdálenosti, jádro ultrazvukové sondy je piezoelektrický film v plastovém plášti nebo kovovém plášti. Existuje mnoho druhů materiálů tvořících destičku. Velikost destičky, jako je průměr a tloušťka, je různá, takže výkon každé sondy je odlišný. Před použitím musíme znát jeho výkon. Mezi hlavní výkonnostní ukazatele ultrazvukových senzorů patří následující aspekty.

2. Pracovní teplota.
Vzhledem k tomu, že bod Curie piezoelektrického materiálu je obecně vysoký, zejména diagnostická ultrazvuková sonda spotřebovává méně energie, takže provozní teplota je nižší a může pracovat po dlouhou dobu, aniž by způsobila poruchu. Lékařské ultrazvukové sondy jsou poměrně horké a vyžadují samostatné chladicí zařízení.

Záleží především na samotné výrobě oplatky. Koeficient elektromechanické vazby je velký, citlivost je vysoká a citlivost je nízká. Fungování struktury ultrazvukového snímače vzdálenosti napětí je aplikováno na piezoelektrickou keramiku, která způsobí mechanickou deformaci se změnami napětí a frekvence. Na druhé straně při vibrování piezoelektrické keramiky vzniká elektrický náboj. S tímto principem, když je vibrátor složen ze dvou piezoelektrických keramik nebo kusu piezoelektrické keramiky a kovový kus se nazývá bimorfní prvek, je při použití elektrického signálu emitován ultrazvukový signál v důsledku ohybové vibrace. Naopak, když je na bimorfní prvek aplikován ultrazvukový senzor pro měření vzdálenosti, je generován elektrický signál. Na základě výše uvedených efektů lze piezoelektrickou keramiku použít jako ultrazvukový senzor. Podobně jako ultrazvukový senzor je i kompozitní vibrátor pružně připevněn k základně. 

Kompozitní vibrátor je kombinací rezonátoru a bimorfního vibrátoru složeného z kovu a piezoelektrické keramiky. Rezonátor má tvar rohu, aby účinně vyzařoval ultrazvukové vlny generované vibracemi a účinně koncentroval ultrazvukové vlny ve střední části vibrátoru. Ultrazvukové snímače musí mít dobré těsnění, aby se zabránilo vnikání rosy, deště a prachu do venkovního prostředí. Piezoelektrická keramika je upevněna na vnitřní straně horní části kovového pouzdra. Základna je připevněna k otevřenému konci pouzdra a pokryta pryskyřicí. Pro datový list ultrazvukového snímače vzdálenosti, který se používá v průmyslových robotech, je požadována přesnost 1 mm a silné ultrazvukové záření. S ohybovou vibrací konvenčního bimorfního elementového vibrátoru je nemožné toho dosáhnout při frekvenci vyšší než 75 kHz. Proto musí být při vysokofrekvenční detekci použita piezoelektrická keramika s vertikálním vibračním módem. V tomto případě je důležité sladění akustické impedance piezoelektrické keramiky se vzduchem. Akustická impedance piezoelektrické keramiky je 2,6 x 107 kg/m2s a akustická impedance vzduchu je 4,3 x 102 kg/m2s. Rozdíl může mít za následek velké ztráty na povrchu piezoelektrického keramického vibračního záření. Speciální materiál přilne k piezoelektrické keramice jako akustická přizpůsobovací vrstva, která odpovídá akustické impedanci vzduchu. Tato struktura umožňuje ultrazvukovému senzoru stále normálně pracovat při frekvencích do 100 kHz.