Ydelsesindikatorer Ultralydsafstandssensor

Ultralydsafstandssensor kan bruges i vid udstrækning inden for beslægtede områder såsom niveau, væskeniveau, overvågning, robot-antikollision, forskellige ultralyds-nærhedskontakter og tyverialarmer. Det er pålideligt i driften, let at installere, vandtæt, med lille lanceringsvinkel, høj følsomhed og bekvemmelighed. Den er forbundet til et industrielt displayinstrument og giver også en sonde med en stor emissionsvinkel. Designprincippet for ultralydsafstandssensoren er, at ultralydssensoren er en sensor udviklet ved at udnytte karakteristikaene for ultralydsbølger. Ultralydsbølge er en slags mekanisk bølge med en højere vibrationsfrekvens end lydbølger. Det genereres af vibrationen fra transducerwaferen under excitation af spænding. Det har høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god retningsbestemmelse kan være stråleorienteret. Karakteristika såsom kommunikation. 

Ultralydsbølger har en stor evne til at trænge igennem væsker og faste stoffer, især i de sollys-uigennemsigtige faste stoffer, som kan trænge ind i dybder på flere titusinder. Når en ultralydsbølge rammer en urenhed eller en grænseflade, vil den producere en betydelig refleksion for at danne en refleksion til et ekko, som kan producere en doppler-effekt, når den rammer et objekt i bevægelse. Derfor er ultralydstest meget udbredt inden for det industrielle, nationale forsvar, biomedicinske og andre områder. Ultralyd bruges som detektionsmiddel, og der skal genereres ultralydsbølger og ultralydsbølger. Enheden, der udfører denne funktion, er en ultralydsafstandsmålingssensor, som sædvanligvis kaldes en ultralydstransducer eller en ultralydssonde. Ultralydsafstandssensorens ydeevneindikatorer, kernen i ultralydssonden er en piezoelektrisk film i dens plastikkappe eller metalkappe. Der er mange slags materialer, der udgør waferen. Waferens størrelse, såsom diameter og tykkelse, er forskellig, så ydeevnen af ​​hver sonde er forskellig. Vi skal kende dens ydeevne før brug. De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer omfatter følgende aspekter.

2. Arbejdstemperatur.
Da curiepunktet for det piezoelektriske materiale generelt er højt, bruger især den diagnostiske ultralydssonde mindre strøm, så driftstemperaturen er lavere og kan fungere i lang tid uden at forårsage fejl. Medicinske ultralydsonder er relativt varme og kræver separat køleudstyr.

Det afhænger hovedsageligt af fremstillingen af ​​selve waferen. Den elektromekaniske koblingskoefficient er stor, følsomheden er høj, og følsomheden er lav. Funktionen af ​​ultralydsafstandssensorens struktur af spænding anvendes på piezoelektrisk keramik, hvilket vil forårsage mekanisk deformation med ændringer i spænding og frekvens. På den anden side genereres en elektrisk ladning, når den piezoelektriske keramik vibreres. Med dette princip, når en vibrator er sammensat af to piezoelektriske keramik eller et stykke piezoelektrisk keramik, og et metalstykke kaldes et bimorft element, udsendes et ultralydssignal på grund af bøjningsvibration, når et elektrisk signal påføres. Omvendt, når ultralydssensor til at måle afstand påføres det bimorfe element, genereres et elektrisk signal. Baseret på ovenstående effekter kan piezoelektrisk keramik bruges som en ultralydssensor. Som en ultralydssensor er en kompositvibrator fleksibelt fastgjort til basen. 

Den sammensatte vibrator er en kombination af en resonator og en bimorf vibrator sammensat af et metal og en piezoelektrisk keramik. Resonatoren er hornformet til effektivt at udstråle ultralydsbølger genereret af vibrationer og for effektivt at koncentrere ultralydsbølgerne i den centrale del af vibratoren. Ultralydssensorer skal have god tætning for at forhindre indtrængning af dug, regn og støv udendørs. Den piezoelektriske keramik er fastgjort på indersiden af ​​toppen af ​​metalkassen. Basen er fastgjort til den åbne ende af kabinettet og dækket med en harpiks. For ultralydsafstandssensordatablad, som bruges i industrirobotter, kræves en nøjagtighed på 1 mm, og stærk ultralydsstråling kræves. Med bøjningsvibrationen af ​​en konventionel bimorfe elementvibrator er det umuligt at opnå dette ved en frekvens højere end 75 kHz. Derfor skal piezoelektrisk keramik med lodret tykkelse vibrationstilstand anvendes i højfrekvensdetekteringen. I dette tilfælde bliver tilpasningen af ​​den akustiske impedans af den piezoelektriske keramik til luften vigtig. Den akustiske impedans af den piezoelektriske keramik er 2,6 x 107 kg/m2s, og den akustiske impedans af luft er 4,3 x 102 kg/m2s. Forskellen kan resultere i et stort tab på overfladen af ​​den piezoelektriske keramiske vibrerende stråling. Et specielt materiale klæber til den piezoelektriske keramik som et akustisk matchende lag, der matcher luftens akustiske impedans. Denne struktur gør det muligt for ultralydssensoren stadig at fungere normalt ved frekvenser op til 100 kHz.