مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک

یک پالس (موج انتشار) تولید شده توسط مولد پالس فرکانس بالا به کاوشگر حسگر اولتراسونیک اعمال می شود تا کریستال پیزوالکتریک را تحریک کند تا برای تولید امواج اولتراسونیک نوسان کند. امواج اولتراسونیک با سرعت معینی به داخل قطعه کار انتشار می یابند. بخشی از موج اولتراسونیک زمانی که با نقص F مواجه می شود به عقب منعکس می شود. قسمت دیگر سنسور فاصله اولتراسونیک همچنان به سطح پایین B قطعه کار منتقل می شود و همچنین به عقب منعکس می شود. هنگامی که موج اولتراسونیک منعکس شده توسط نقص و سطح پایین توسط پروب دریافت می شود، دوباره به یک پالس الکتریکی تبدیل می شود. موج ارسالی f، موج معیوب F و موج پایین تقویت شده و بر روی صفحه نمایش نمایش داده می شود. 

خط افقی روی صفحه، خط اسکن (پایه زمانی) است و طول آن متناسب با زمان است. موقعیت نقص را می توان از موقعیت انتشار یافت مدار مبدل اولتراسونیک ، موج نقص و موج پایین روی خط اسکن. از دامنه موج نقص، اندازه نقص را می توان قضاوت کرد. از شکل موج نقص می توان ماهیت نقص را تحلیل کرد. هنگامی که ناحیه نقص بزرگتر از سطح مقطع پرتو صوت باشد، امواج صوتی همه از نقص منعکس می شوند. فقط امواج T و F روی صفحه وجود دارد و موج B وجود ندارد. وقتی قطعه کار عاری از ایراد باشد، فقط امواج T و B روی صفحه وجود دارد و موج F وجود ندارد. از مزایای تشخیص عیب اولتراسونیک می توان به تشخیص ضخامت زیاد، حساسیت بالا، سرعت بالا، هزینه کم، بی ضرر برای بدن انسان و توانایی تعیین محل و کمیت عیوب اشاره کرد. با این حال، تشخیص مدار حسگر اولتراسونیک با تشخیص عیب اولتراسونیک بصری نیست، تکنیک تشخیص عیب دشوار است، تحت تاثیر عوامل اصلی و عینی آسان است و نتایج تشخیص عیب برای ذخیره ناخوشایند است، به طوری که تشخیص نقص اولتراسونیک نیز محدودیت های خود را دارد.

1. محدوده فرکانس قابل اجرا کوچک است. فرکانس سنسور اولتراسونیک نسبتاً ثابت است. به عنوان مثال، سنسور 40 کیلوهرتز فقط در 38 تا 42 کیلوهرتز قابل استفاده است. در حال حاضر، تقریباً هیچ سنسوری در محدوده فرکانس وسیع، مانند محصولاتی از 40 کیلوهرتز تا 500 کیلوهرتز، موجود نیست.
   

2. ولتاژ رانندگی بالا
   ولتاژ محرک مبدل اندازه‌گیری فاصله معمولاً بین 100Vp-p و 1500Vp-p است. تقویت ترانسفورماتور پالس در بسیاری از دستگاه های ولتاژ پایین مورد نیاز است که باعث ایجاد مشکل غیر ضروری می شود. کاهش دامنه کاربرد سنسورهای اولتراسونیک.

3. حساسیت بسیار کوچک است
   عمدتاً به دلیل استفاده از مواد سرامیکی پیزوالکتریک برای سنسورهای اولتراسونیک، محدودیت مواد آنها منجر به عدم توانایی در دستیابی به حساسیت سنسورهای دیگر شده است.

4. محدوده فاصله قابل اجرا کوچک است
   با توجه به فرکانس اولتراسونیک بالا، میرایی در هنگام انتشار در محیط سریع است، بنابراین تجهیزات اندازه گیری عمق انتشار سنسور اولتراسونیک کوتاه است و نمی توان به آن رسید.