Princippet for ultralydstransducer

1 Indledning

Med udviklingen af ​​nye teknologier såsom automatisering er antallet af ultralydstransducere er stigende, og alle moderne instrumenter og udstyr er uadskillelige fra sensorer i den industrielle produktion, især i produktionsprocesserne, forskellige transducere bruges til at overvåge og styre forskellige parametre i produktionsprocessen, såsom temperatur, tryk, flow osv., for at få udstyret til at fungere bedst muligt og produktet er i den bedste kvalitet. I midten af ​​det 20. århundrede blev det fundet, at transducerkrystaller af visse medier (såsom kvartskrystal, natriumkaliumtartratkrystal, PZT-krystal osv.) kan generere ultralydsbølger med højere effekt under påvirkning af højspænding og smal puls. Det er forskelligt fra hørbare lydbølger, det kan bruges til svejsning af integrerede kredsløb og rengøring inde i billedrøret. Med hensyn til detektion, transducer til dybde har karakteristika for brydning og refleksion, der ligner lysbølger, og ultralyds nano-detektorer kan bruges. den opdager havbundsskibsvrag og fjendtlige ubåde. Ultralyd er trængt ind i mange områder af vores liv nu, såsom B-ultralyd, fjernbetjening, anti-tyveri ikke-destruktiv test, og så videre.

2. Begrebet ultralyd

Folk kan høre, at lyden genereres af objektets vibration. Dens frekvens ligger i området 20Hz-20kHz, som kaldes hørbar lydbølge. Mekaniske vibrationer er under 20 Hz er uhørlige for det menneskelige øre, kaldet infralydbølger; mekaniske vibrationer over 20 kHz kaldes ultralydsbølger og bruges almindeligvis til ultralydsfrekvenser af ultralyds ekkolodstransducere er fra snesevis af kHz til snesevis af MHz. Ultralydsbølger er mekaniske svingninger i de elastiske medier. Der er to former: lateral oscillation (tværbølge) og langsgående oscillation (langsgående bølge). Anvendelser, der anvendes i industrien, bruger ofte langsgående svingninger. Ultralydsbølger kan bevæge sig i gasser, væsker og faste stoffer, men med forskellige udbredelseshastigheder. Derudover har den også brydnings- og reflektionsfænomener henfald under udbredelsen. Frekvensen af ​​ultralydsbølger, der forplanter sig i luften, er relativt lav, generelt er den snesevis af kHz, men dæmpningen er hurtigere; hyppigheden af ​​udbredelse i de faste stoffer og væsker er højere, men dæmpningen er mindre, og udbredelsen er længere.

3. Funktioner af ultralyd

Direktiviteten af montering af ultralydstransducer er god, det er ikke let at afvige, og energien er koncentreret. Derfor er indtrængningskraften stor, og energitabet er lille efter at have penetreret stålpladen på flere meter tyk. Ultralydsbølger kan producere betydelig refleksion og brydning, når de støder på grænsefladen mellem de to medier. Dette fænomen ligner lysbølger. Jo højere frekvens er ultralyd transducer til flowmåler , jo bedre er lydfeltdirektiviteten, og jo tættere er lysbølgens reflektions- og brydningsegenskaber. Ved at bruge egenskaberne for ultralydsbølger kan forskellige ultralydssensorer bruges, og forskellige kredsløb kan bruges til at lave forskellige ultralydsmåleinstrumenter og -enheder og er meget udbredt i undervandskommunikation, medicinske og husholdningsapparater.

4. Princip for ultralydssensor

Ultralydssensoren er en sensor udviklet ved at udnytte ultralydsbølgernes karakteristika og er sammensat af en transmitterende sensor, en modtagende sensor, en kontroldel og en strømforsyningsdel. Sendersensoren består af en sender og en piezokeramisk vibratortransducer med en diameter på ca. 15 mm. Funktionerne af ultrasonisk flowmåler transducer er at konvertere den elektriske vibrationsenergi af den keramiske vibrator til superenergi og udstråle i luften; den modtagende sensor er en piezokeramisk vibratortransducer. Det er sammensat af et forstærkerkredsløb, det modtagende 2MHz ultralydssensor skal generere mekaniske vibrationer, konvertere dem til elektrisk energi og fungerer som output fra sensormodtageren til at detektere de transmitterede ultralydsbølger. Ved selve brugen bruges den piezokeramiske vibrator til den transmitterende sensor.som også kan bruges som en keramisk vibrator på den modtagende sensor. Delen styrer hovedsageligt pulsfrekvensen, driftscyklus, sparsom modulering og tælling og detektionsafstand sendt af senderen. strømforsyningen til ultralydsolieniveausensoren kan være DC12V ± 10% eller 24V ± 10%.