Anvendelser af piezoelektriske ultralydssensorer

1. Piezoelektrisk kraftsensor

Piezoelektrisk kraftsensor er en industriel ultralydssensor , der bruger piezoelektriske elementer til direkte at realisere kraft-til-elektricitet-konvertering. I spændings- og kompressionsapplikationer bruges to eller flere piezokvartskrystaller normalt som piezoelektriske elementer. Dens stivhed, brede måleområde, høj linearitet og stabilitet og gode dynamiske egenskaber. Når en ladningsforstærker med stor tidskonstant anvendes, kan der måles kvasistatisk kraft. Ifølge kraftmålingsstatus er der ensrettede, tovejs- og trevejssensorer, og de er grundlæggende ens i strukturen.

2. Piezoelektrisk accelerationssensor

Piezoelement er generelt sammensat af to piezoelektriske plader. Piezoplade af sølvlag på de to overflader af den piezoelektriske plade, og svejs udgangsledningen på sølvlaget, eller klem et stykke metal mellem de to piezoelektriske plader, ledningen svejses til metalpladen, og den anden ledning af udgangsenden er direkte forbundet til ultralydssensorens base. Anbring en masse med en større vægtfylde på den piezoelektriske plade, og brug derefter en hård fjeder, bolt eller møtrik til at forspænde massen. Hele samlingen er installeret i en metalskal med en tyk base. For at isolere enhver belastning af prøveemnet fra at blive overført til det piezoelektriske element og undgå falsk signaludgang, er det generelt nødvendigt at fortykke basen eller vælge et materiale med større stivhed. 

På nuværende tidspunkt er der mange materialer til fremstilling af piezoelektriske ultralydssensorer, som kan opdeles i ultralydssensordele krystal, piezoelektriske polykrystallinske og organiske piezoelektriske materialer. De mest almindeligt anvendte piezoelektriske sensorer er forskellige typer piezoelektrisk keramik, der tilhører piezoelektriske polykrystaller og kvartskrystaller i piezoelektriske enkeltkrystaller. Andre piezoelektriske enkeltkrystaller omfatter lithiumniobat, lithiumtantalat, lithiumgallat og vismutgermanat, der er egnet til højtemperaturstrålingsmiljøer.

Nutidens storstilede præcisionssystemer er meget bekymrede over kvalitet og størrelse, og traditionelle piezoelektriske sensorer i stor skala vil gradvist miste deres marked. Med udviklingen af ​​nye materialer og nye forarbejdningsteknologier erstatter siliciumaccelerationssensorer lavet af forskellige mikrobehandlingsteknologier såsom lasere gradvist traditionelle siliciumaccelerationssensorer på grund af deres lille størrelse, udskiftelighed og pålidelighed. For piezoelektrisk ultralydssensor har funktionen af ​​den piezoelektriske sensor brudt gennem den traditionelle funktion. Dets output er ikke længere et enkelt analogt signal, men et digitalt signal behandlet af en mikrocomputer. Nogle piezoelektriske sensorer såsom integrerede ultralydssensor til afstandsmåling har deres egen kontrolfunktion, det vil sige digital sensor, dette er en tendens til den bedste udvikling.