Co je ultrazvukový snímač?

S dalším rozvojem informačních technologií v chemickém, ropném a vodním sektoru, Ultrazvukový snímač je široce používán při měření hladiny oleje, hladiny vody a dalších kapalin. S využitím vlastností ultrazvuku víme, že z něj lze vytvořit také ultrazvukový snímač rozsahu. Dnes mi dovolte vysvětlit ultrazvukový senzor a jeho použití.

Zavedení ultrazvukových senzorů

Ultrazvukové senzory jsou vyvinuty s využitím charakteristik ultrazvuku. Ultrazvuk je mechanické vlnění s frekvencí vibrací vyšší než mají zvukové vlny (20 kHz). Je generován vibrací desky měniče při buzení napětí. Má vysokou frekvenci, krátkou vlnovou délku, malý difrakční jev, zvláště dobrou směrovost, která se může stát paprskem a směrovým šířením. Ultrazvukové vlny mají velkou schopnost pronikat kapalinami a pevnými látkami, zejména v pevných látkách, které jsou neprůhledné pro sluneční světlo. Dokáže proniknout až do hloubky desítek metrů. Když ultrazvuková vlna zasáhne nečistotu nebo rozhraní, vytvoří významný odraz, který vytvoří ozvěnu, a při dopadu na pohybující se objekt může vyvolat dopplerovský efekt. Proto je ultrazvukové testování široce používáno v průmyslu, národní obraně, biomedicíně atd.

Součásti ultrazvukového senzoru

The ultrazvukový snímač hladiny 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 rovnou sondu (podélná vlna), šikmou sondu (příčná vlna), povrchovou vlnovou sondu (povrchová vlna), Lamb vlnovou sondu (Lamb vlna), duální sondu (jeden odraz sondy, jeden příjem sondy) Čekej.

Princip činnosti ultrazvukového senzoru

Při přivedení napětí na piezoelektrickou keramiku dojde k mechanické deformaci se změnami napětí a frekvence. Na druhé straně, když piezoelektrická keramika vibruje, vzniká elektrický náboj. Při použití tohoto principu, kdy je elektrický signál přiveden na vibrátor složený ze dvou piezoelektrických keramik nebo piezoelektrické keramiky a kovového plechu, tzv. piezoelektrický bimorfní prvek, budou emitovány ultrazvukové vlny v důsledku ohybové vibrace. Naopak, když se na piezoelektrický bimorfní prvek aplikuje ultrazvuková vibrace, generuje se elektrický signál. Na základě výše uvedených efektů lze piezoelektrickou keramiku použít jako ultrazvukové senzory. Podobně jako ultrazvukové senzory je i kompozitní vibrátor pružně upevněn na základně. Kompozitní vibrátor je kombinací rezonátoru a piezoelektrického bimorfního vibrátoru složeného z kovového plechu a piezoelektrického keramického plechu. Rezonátor je ve tvaru rohu a jeho účelem je efektivně vyzařovat ultrazvukové vlny generované vibrací a efektivně koncentrovat ultrazvukové vlny ve středu vibrátoru.

Ultrazvukové snímače pro venkovní použití musí mít dobré těsnící vlastnosti, aby se zabránilo vnikání rosy, deště a prachu. Piezoelektrická keramika je upevněna uvnitř horní části kovové krabice. Základna je upevněna na otevřeném konci krabice a pokryta pryskyřicí. Pro měření vzdálenosti ultrazvukovým snímačem používané v průmyslových robotech, vyžaduje se přesnost 1 mm a silné ultrazvukové záření.