Související znalosti ultrazvukových snímačů

základní úvod:

Ultrazvukové snímače snímače jsou vyvinuty s využitím charakteristik ultrazvuku. Vyznačuje se vysokou frekvencí, krátkou vlnovou délkou, malým difrakčním jevem, zejména dobrou směrovostí, která se může stát paprsky a šířit se směrově. Ultrazvukové vlny mají velkou schopnost pronikat kapalinami a pevnými látkami. Ultrazvukové vlny způsobí významné odrazy, když se setkají s nečistotami nebo rozhraními, vytvářejí ozvěny a mohou vytvářet dopplerovské efekty, když se setkají s pohybujícími se objekty. Proto je ultrazvukové testování široce používáno v průmyslu, národní obraně, biomedicíně atd. Aby bylo možné použít ultrazvuk jako metodu detekce, musí být ultrazvuk generován a přijímán. Zařízení, které provádí tuto funkci, je ultrazvukový senzor, který se obvykle nazývá ultrazvukový převodník nebo ultrazvuková sonda.

 Komponent:

Akustická vlnová sonda se skládá hlavně z piezoelektrických plátků, které mohou vysílat a přijímat ultrazvukové vlny. K detekci se většinou používají nízkovýkonové ultrazvukové sondy. Má mnoho různých struktur, které lze rozdělit na přímou sondu (podélná vlna), šikmou sondu (příčná vlna), povrchovou vlnovou sondu (povrchová vlna), sondu (jehněčí vlna), duální sondu (jeden odraz sondy, jeden příjem sondy) atd.

Princip fungování:

Lidé mohou slyšet zvuk, protože vibrace objektu jsou v rozsahu 20 kHz, více než 20 kHz se nazývá ultrazvuk a méně než 20 Hz se nazývá infrazvuk. 

Ultrazvuk je druh mechanického kmitání v elastickém prostředí, které má dvě formy: příčné kmitání (příčné vlnění) a podélné kmitání (podélné vlnění). Aplikace v průmyslu využívá hlavně podélnou oscilaci. Ultrazvukové vlny se mohou šířit v plynech, kapalinách i pevných látkách a jejich rychlosti šíření jsou různé. Kromě toho má také jevy lomu a odrazu a útlum během šíření. Frekvence ultrazvukových vln bezdotykový ultrazvukový hladinoměr šířící se vzduchem je nízký, obecně desítky KHZ, zatímco u pevných látek a kapalin může být frekvence vyšší. Na vzduchu je útlum rychlejší, zatímco se šíří v kapalině a pevné látce, útlum je malý a rozptyl je delší. S využitím vlastností ultrazvuku lze z něj vyrobit různé ultrazvukové senzory, vybavené různými obvody a vyrobit z nich různé ultrazvukové měřicí přístroje a zařízení a jsou široce používány v komunikaci, lékařských přístrojích a dalších aspektech.

Hlavní materiály Ultrazvukový měnič 200 kHz je piezoelektrický krystal (elektrostrikce) a slitina nikl-železo-hliník (magnetostrikce). Elektrostrikční materiály zahrnují zirkoničitan titaničitan olovnatý (PZT) a tak dále. Ultrazvukový senzor složený z piezoelektrického krystalu je reverzibilní senzor. Dokáže přeměnit elektrickou energii na mechanické kmitání pro generování ultrazvukových vln. Zároveň, když přijímá ultrazvukové vlny, může být také přeměněn na elektrickou energii, takže může být rozdělen na vysílače nebo přijímače. Některé ultrazvukové senzory mohou odesílat i přijímat. Je zde představen pouze malý ultrazvukový senzor. Mezi odesíláním a přijímáním je malý rozdíl. Je vhodný pro přenos ve vzduchu a pracovní frekvence je obecně 23-25KHZ a 40-45KHZ. Tento typ ultrazvukového senzoru je vhodný pro měření vzdálenosti, dálkové ovládání, ochranu proti krádeži a další účely. Existují T/R-40-60, T/R-40-12 atd. (kde T znamená odesílání, R znamená přijímání, 40 znamená frekvenci 40KHZ, 16 a 12 znamená jeho vnější průměr v milimetrech). Nechybí ani utěsněný ultrazvukový senzor (typ MA40EI). Vyznačuje se tím, že je vodotěsný (ale ne ve vodě) a lze jej použít jako spínač hladiny materiálu a přiblížení. Jeho výkon je lepší. Existují tři základní typy ultrazvukových aplikací, typ přenosu se používá pro dálkové ovládání, alarm proti krádeži, automatické dveře, spínač přiblížení atd.; separovaný typ odrazu se používá pro měření vzdálenosti, hladiny kapaliny nebo hladiny materiálu; reflexní typ se používá pro detekci vad materiálu, měření tloušťky atd. . Skládá se z vysílacího senzoru (nebo vlnového vysílače), přijímacího senzoru (nebo vlnového přijímače), ovládací části a napájecí části. Snímač vysílače se skládá z vysílače a keramického vibrátorového měniče o průměru cca 15 mm. Funkcí měniče je přeměnit elektrickou vibrační energii keramického vibrátoru na super energii a vyzařovat ji do vzduchu; zatímco přijímací senzor se skládá z keramického vibrátorového převodníku Složeného s obvodem zesilovače, převodník přijímá vlnu, aby vytvořil mechanické vibrace a přeměnil ji na elektrickou energii, která se používá jako výstup přijímače ultrazvukového senzoru k detekci vysílajícího super. Při skutečném použití lze také použít keramický vibrátor použitý jako vysílací senzor. Používá se jako keramický vibrátor pro snímač přijímače. Řídící část řídí především frekvenci pulzního řetězce, pracovní cyklus, řídkou modulaci, počítání a detekční vzdálenost vysílanou vysílačem.

Pracovní program

Pokud je na piezoelektrickou keramickou desku (duální krystalový oscilátor) přivedeno vysokofrekvenční napětí 40 kHz s rezonanční frekvencí 40 kHz ve vysílacím senzoru, piezoelektrická keramická deska se roztáhne a smrští podle polarity aplikovaného vysokofrekvenčního napětí a poté vyšle ultrazvukové vlny 40 kHz , Ultrazvuková vlna ultrazvukový měnič z mosazného materiálu se šíří ve formě hustoty (stupeň hustoty může být modulován řídicím obvodem) a je přenášen do přijímače vln. Přijímač využívá principu piezoelektrického jevu používaného tlakovým senzorem, to znamená působení tlaku na piezoelektrický prvek, který způsobí napnutí piezoelektrického prvku, pak sinus 40 kHz s pólem '+' na jedné straně a pólem '-' na straně druhé. Protože je amplituda vysokofrekvenčního napětí malá, je nutné jej zesílit. Ultrazvukové senzory umožňují řidiči bezpečně couvat. Principem je detekovat jakékoli překážky na nebo v blízkosti zadní cesty a včas vydat varování. Navržený detekční systém může poskytovat zvukové i vizuální zvukové a vizuální varování současně. Varování znamená, že je detekována vzdálenost a směr překážek v slepé zóně. Tímto způsobem, ať už se jedná o parkování nebo jízdu v úzkém místě, s pomocí systému detekce překážky při couvání se sníží psychický tlak řidiče a řidič může snadno podniknout potřebné kroky.

Na

Poznámka při použití:

1. Pro zajištění spolehlivosti a dlouhé životnosti nepoužívejte snímač venku nebo tam, kde je teplota vyšší než jmenovitá teplota.

2. Ultrazvukový senzor používá jako přenosové médium vzduch, takže když je místní teplota jiná, odraz a lom na hranici může způsobit poruchu a detekční vzdálenost se také změní, když fouká vítr. Ultrazvukové senzory by proto neměly být používány vedle zařízení, jako jsou nucené ventilátory.

3. Proud ze vzduchové trysky má více frekvencí, takže ovlivní ultrazvukový senzor a neměl by být používán v blízkosti senzoru.

4. Kapky vody na povrchu senzoru zkracují detekční vzdálenost.

5. Materiály jako prášek a bavlněné příze nelze detekovat, když absorbují zvuk (reflexní senzor).

6. Ultrazvukový senzor lze použít ve vakuu nebo v prostoru chráněném proti výbuchu.

7. Nepoužívejte ultrazvukový senzor v oblasti s párou; atmosféra v této oblasti je nerovnoměrná. Bude generován teplotní gradient, který způsobí chyby měření.