Co funguje ultrazvukový senzor

Použitím ohybové vibrace konvenčního piezoelektrického bimorfního vibrátoru je nemožné dosáhnout tohoto účelu, když frekvence ultrazvukový modul měřící převodník vzdálenosti je vyšší než 70 kHz. Proto při vysokofrekvenční detekci musí být použita piezoelektrická keramika s režimem vertikální tloušťky vibrací. V tomto případě je velmi důležité sladění akustické impedance piezoelektrické keramiky se vzduchem. Akustická impedance piezoelektrické keramiky je 2,6×107kg/m2s a akustická impedance vzduchu je 4,3×102kg/m2s. Rozdíl 5 výkonů způsobí velké ztráty na povrchu vibračního záření piezoelektrické keramiky. Na piezoelektrickou keramiku je přilepen speciální materiál pzt jako akustická přizpůsobovací vrstva, která odpovídá akustické impedanci vzduchu. Tato struktura umožňuje ultrazvukovému senzoru pracovat normálně při frekvencích až stovek kHz.

Aplikace ultrazvukových senzorů

Technologie ultrazvukového snímání se používá v různých aspektech výrobní praxe a lékařská aplikace je jednou z jejích nejdůležitějších aplikací. Následující technologie používá medicínu jako příklad pro ilustraci aplikace vysokofrekvenční ultrazvukový měnič . 

Uplatnění ultrazvuku v medicíně slouží především k diagnostice nemocí a v klinické medicíně se stal nepostradatelnou diagnostickou metodou. Výhody ultrazvukové diagnostiky jsou žádná bolest, žádné poškození subjektu, jednoduchá metoda, jasné zobrazení, vysoká diagnostická přesnost atd. Proto se snadno propaguje a je vítána zdravotníky i pacienty. Ultrazvuková diagnostika může být založena na různých lékařských principech. Pojďme se podívat na jednu z reprezentativních metod tzv. A-type. Tato metoda využívá odraz ultrazvuku. Když se ultrazvukové vlny šíří v lidské tkáni a narazí na dvě rozhraní médií s různými akustickými impedancemi, na rozhraní se generují odražené ozvěny. Když narazí na odrazný povrch, ozvěna se zobrazí na obrazovce osciloskopu a rozdíl impedance mezi dvěma rozhraními také určuje amplitudu ozvěny.

V průmyslu jsou typické aplikace zakázkové ultrazvukové převodníky jsou nedestruktivní testování kovů a ultrazvukové měření tloušťky. V minulosti bylo mnoho technologií brzděno, protože nebyly schopny detekovat vnitřek tkání objektu. Vznik technologie ultrazvukového snímání tuto situaci změnil. Ultrazvukové senzory jsou samozřejmě pevně instalovány na různých zařízeních, aby tiše detekovaly signály, které lidé v budoucnu potřebují.

V aplikaci bude ultrazvuk kombinován s informační technologií a technologií nových materiálů a objeví se inteligentnější a vysoce citlivé ultrazvukové senzory. V budoucím životě bude role ultrazvukových senzorů stále důležitější.