Arbejdsprincippet og strukturen af ​​ultralyds væskeniveausensor

Arbejdsprincip  

Ultralydssensorer er sensorer udviklet ved hjælp af egenskaberne for ultralydsbølger. Undervands ultralydstransducer er en mekanisk bølge med en højere vibrationsfrekvens end lydbølger. Det genereres af vibrationen af ​​transducerchippen under excitation af spænding. Det har høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god retningsbestemthed, og kan rettes ind i stråler. Formidling og andre karakteristika. Ultralydsbølger har en stor evne til at trænge igennem væsker og faste stoffer, især i faste stoffer, der er uigennemsigtige for sollys. Det kan trænge ned til en dybde på snesevis af meter. Når ultralydsbølgen rammer urenheden eller grænsefladen,piezoelektrisk ultralydstransducer  vil producere en betydelig refleksion for at danne et ekko, og den kan producere en Doppler-effekt, når den rammer et objekt i bevægelse. Derfor er ultralydstest meget udbredt i industrien, nationalt forsvar, biomedicin og andre aspekter. Ultralyd bruges som detektionsmetode, og det er nødvendigt at generere og modtage ultralydsbølger. Enheden, der udfører denne funktion, er en ultralydssensor, som sædvanligvis kaldes en ultralydstransducer eller en ultralydssonde. 

Struktur og sammensætning  

ultralydstransducer dybdemåling  består hovedsageligt af piezoelektriske wafere, som kan transmittere og modtage ultralydsbølger. Ultralydsonder med lav effekt bruges mest til detektion. Den har mange forskellige strukturer, som kan opdeles i lige probe (langsgående bølge), skrå probe (tværbølge), overfladebølgesonde (overfladebølge), lammebølgesonde (lambølge), dobbeltsonde (én probereflektion, én probemodtagelse) Vent. Kernen i ultralydssensoren er en piezoelektrisk chip i dens plastik- eller metalkappe. Der kan være mange slags materialer, der udgør waferen. Størrelsen af ​​waferen, såsom diameter og tykkelse er også forskellige, så ydeevnen af ​​hver sensor er forskellig, vi skal kende dens ydeevne før brug. 

Vigtigste ydelsesindikatorer for ultralydssensorer

(1) Driftsfrekvens. Arbejdsfrekvensen er resonansfrekvensen for den piezoelektriske wafer. Når frekvensen af ​​AC-spændingen påført dens to ender er lig med chippens resonansfrekvens, er udgangsenergien den højeste, og følsomheden er den højeste. 

(2) Arbejdstemperatur. Fordi Curie-punktet for piezoelektriske materialer generelt er relativt højt, især når ultralydssonden, der bruges til diagnose, bruger lav effekt, er arbejdstemperaturen relativt lav, og den kan fungere i lang tid uden fejl. Medicinske ultralydssensorer har relativt høje temperaturer og kræver separat køleudstyr. 

(3) Følsomhed. Afhænger hovedsageligt af selve fremstillingswaferen. Den elektromekaniske koblingskoefficient er stor, og følsomheden er høj; tværtimod er følsomheden lav. 

Ligesom ultralydssensorer er en kompositvibrator fleksibelt fastgjort på basen. Den sammensatte vibrator er en kombination af en resonator og en bimorf elementvibrator sammensat af en metalplade og en piezoelektrisk keramisk plade. Resonatoren er i form af et horn, og formålet er effektivt at udstråle de ultralydsbølger, der genereres på grund af vibrationer, og effektivt at koncentrere ultralydsbølgerne i midten af ​​vibratoren. 

Ultralydssensorer til udendørs brug skal have gode tætningsegenskaber for at forhindre indtrængen af ​​dug, regn og støv. Piezoelektrisk keramik er fastgjort på indersiden af ​​toppen af ​​metalboksen. Basen er fastgjort til den åbne ende af kassen og dækket med harpiks. For ultralydssensorer, der anvendes i industrirobotter, kræves det at have en nøjagtighed på 1 mm og stærk ultralydsstråling.