نحوه عملکرد مبدل ترکیبی

فرکانس تشدید و پهنای باند مبدل‌های اولتراسونیک از دیسک سرامیکی پیزوالکتریک PZT-5A که در جهت ضخامت به عنوان مبدل پلاریزه شده است انتخاب می‌شوند و شعاع R دیسک سرامیکی پیزوالکتریک 6 میلی‌متر و دارای ضخامت h است. ارتفاع سطح بیرونی حفره داخلی R، شعاع R حفره داخلی حدود 5 میلی متر، شعاع سطح بالایی RZ=1 است. 5 میلی متر و ارتفاع حفره داخلی H=0 است. 5 میلی متر، فرکانس رزونانس محوری مبدل را می توان به عنوان پارامترهای دیگر بدون تغییر بیان کرد و فقط ضخامت hl پوسته نازک تغییر می کند. سپس، فرکانس تشدید محوری با ضخامت پوسته نازک hl خطی است تا هر یک به دست آید. مبدل فلومتر اولتراسونیک با فرکانس‌های مختلف تشدید را می‌توان ابتدا از یک نوار برنزی با الاستیک بالا با ضخامت 0.35 میلی‌متر مهر و موم کرد و سپس ضخامت hl پوسته نازک را با آسیاب دستی تغییر داد تا رزونانس محوری مبدل ایجاد شود. 29 کیلوهرتز نشان می دهد که این روش آسیاب دستی برای مرحله نمونه سازی نمونه اولیه امکان پذیر است، اما برای تولید انبوه مناسب نیست. ترانسدیوسر ترکیبی ساختار ترکیبی یک مبدل دیسکی به عنوان مبدل اصلی برای ارسال و دریافت سیگنال های اولتراسونیک با پهنای باند مشخص است. پهنای باند حدود 1 کیلوهرتز (وضعیت انتشار) و فرکانس تشدید مرکزی 26 کیلوهرتز، 27 کیلوهرتز، 28 کیلوهرتز و 29 کیلوهرتز. مبدل های سنج به عنوان گیرنده های کمکی برای دریافت سیگنال های اکو داپلر عمل می کنند. به منظور بهبود حساسیت مبدل‌های گیرنده کمکی به طور مساوی در محیطی به شعاع 100 میلی‌متر توزیع می‌شوند که در چهار فرکانس رزونانس مختلف مانند مبدل اصلی در هر دو انتهای مبدل قرار گرفته‌اند. لایه‌های مناسب آکوستیک و مواد پشتیبان باید اعمال شود.

اصل کار ترکیبی سنسور اولتراسونیک برای مخزن سوخت برای تحریک مبدل دیسکی با فرکانس مرکزی سیگنال پالس ولتاژ بالا 5/23 کیلوهرتز است، به طوری که امواج اولتراسونیک را به بیرون منتقل می کند و مبدل های اصلی و کمکی به طور مشترک سیگنال های اکو تولید شده توسط هدف را دریافت می کنند. . از آنجایی که باند فرکانسی ترکیبی مبدل ترکیبی برهم نهی باندهای مبدل اولیه و ثانویه است، می تواند سیگنال اکو 22-29 را دریافت کند. 5 کیلوهرتز هنگامی که هدف اندازه گیری ثابت است یا سرعت حرکت کند است، فرکانس سیگنال اکو در باند فرکانس کاری مبدل اصلی قرار می گیرد، زمانی که مبدل کمکی کار نمی کند. و هنگامی که هدف اندازه گیری با سرعت بالاتری حرکت می کند، در آن زمان، به دلیل اثر داپلر، باند فرکانس سیگنال اکو ممکن است خارج از باند فرکانسی مبدل اصلی قرار گیرد. در این زمان، مبدل کمکی به‌عنوان یک «پیک‌آپ» برای دریافت پژواک‌هایی عمل می‌کند که مبدل اصلی قادر به درک آن نیست. در واقع، سنسور سطح روغن اولتراسونیک نه تنها در حالت گیرنده بسیار حساس است، بلکه پهنای باند بیشتری نسبت به حالت فرستنده دارد. بنابراین، حتی اگر هدف استاتیک اندازه‌گیری شود، مبدل همچنان مقدار کمی بار خروجی دارد که برای بهبود حساسیت مبدل ترکیبی مفید است.