Princip og anvendelse af ultralydspositionssensor

  Ultralydsbølger er en generel betegnelse for mekaniske bølger, hvis frekvens overstiger menneskets auditive frekvensgrænse (ca. 20 kHz). Ultralydsbølger genereres af vibrationstransducer under excitation af spænding. Afstandsmålingstransducer har karakteristika af høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god retningsbestemmelse, den er i stand til at være stråle- og rettet udbredelse. Ultralydstransducere er også kendt som ultralydssensorer eller ultralydsonder. Ultralydsniveaumåleren er en digital niveaumåler styret af en mikroprocessor. I målingen udsendes ultralydsimpulsafstandstransduceren af ​​sensoren (transduceren), og lydbølgen reflekteres af væskeoverfladen og modtages derefter af ultralydsmodtageren, den konverteres til et elektrisk signal af den piezoelektriske krystal eller magnetostriktive enhed og transmitteres og modtages af lydbølgen. Tiden mellem beregningen af ​​afstandssensoren til overfladen af ​​det objekt, der måles. På grund af den berøringsfri måling er det målte medium næsten ubegrænset,Ultralydsafstandsmåletransducer kan bruges i vid udstrækning til måling af forskellige flydende og faste materialer.

  Strukturen af ​​ultralydspositionssensoren og dens ydeevne af ultralydstransduceren er hovedsageligt sammensat af piezoelektriske wafere, som kan udsende lydbølger, kan også modtage ultralyd. Piezoelektriske ultralydsgeneratorer arbejder faktisk med resonansen af ​​en piezoelektrisk krystal. Den har to piezoelektriske wafere og en resonans piezoplade. Når dens to poler plus har et pulssignal, hvis frekvens er lig med den piezoelektriske wafers naturlige oscillationsfrekvens, vil den piezoelektriske wafer give resonans og drive resonanspladen til at vibrere for at generere ultralydsbølger. Omvendt, hvis der ikke påføres spænding mellem de to elektroder, når resonatorpladen modtager ultralydsbølger,transducer for afstand vil komprimere den piezoelektriske wafer til at vibrere, den omdanner den mekaniske energi til et elektrisk signal, og den bliver en ultralydsmodtager.

  Ultralydsonder med lav effekt er mest til detektion. De har mange forskellige strukturer, såsom lige sonde (langsgående bølge), skrå sonde (tværbølge), transducer til flowmåler , overfladesonde (overfladebølge), lammebølgesonde (lampebølge) og dobbeltsonde (én sonde udsender, én sonde modtager). Kernen i ultralydssonden er en piezoelektrisk wafer i dens ydre beklædning, og der er mange slags materialer, der udgør waferen. Størrelsen af ​​waferen, såsom diameter og tykkelse, er også forskellig, så ydeevnen af ​​hver sonde er forskellig, og dens ydeevne skal være kendt før brug. De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer er som følger:

1. Driftsfrekvens. Driftsfrekvensen af Ultralydsafstandsmålende sensor er resonansfrekvensen af ​​den piezoelektriske transducer. Når frekvensen af ​​AC-spændingen påført til begge ender er lig med transducerens resonansfrekvens, er udgangsenergien maksimal, og følsomheden er den højeste.

2. Driftstemperatur. Da Curie-punktet for det piezoelektriske materiale generelt er højt, er det især ultralydssonden til at detektere afstandsmåler sensor har en lille effekt, så arbejdstemperaturen er relativt lav og kan fungere i lang tid uden fejl.