مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک چیست؟

سنسورهای اولتراسونیک به دلیل دقت اندازه گیری بالا، عملکرد پایدار و جبران دما به طور گسترده در تولید، برق و متالورژی برای اندازه گیری مصالح ساختمانی، مواد شیمیایی، مواد غذایی، اتومبیل، انبارداری، کشتی ها، منسوجات، حمل و نقل، اکتشاف، سطح مایع استفاده می شود. در صنایعی مانند نظارت بر سطح، تشخیص جریان کانال باز و پردازش مواد غذایی رباتیک، می تواند مواد مایع و همچنین اندازه گیری سطح مایع را در صنعت مواد جامد اندازه گیری کند.

اول از همه، بیایید در مورد اصل کار صحبت کنیم سنسور اندازه گیری فاصله ماژول اولتراسونیک : سنسورهای اولتراسونیک با استفاده از ویژگی های امواج اولتراسونیک توسعه یافته اند. پروب های اولتراسونیک عمدتاً از تراشه های پیزوالکتریک تشکیل شده اند که می توانند امواج اولتراسونیک را ارسال و دریافت کنند. ژنراتور اولتراسونیک پیزوالکتریک در واقع از تشدید یک کریستال پیزوالکتریک برای کار استفاده می کند. دارای دو ویفر پیزوالکتریک و صفحه رزونانس است. هنگامی که فرکانس سیگنال پالس برابر با فرکانس نوسان طبیعی ویفر پیزوالکتریک باشد، ویفر پیزوالکتریک طنین انداز می شود و صفحه تشدید را به سمت لرزش برای تولید امواج اولتراسونیک سوق می دهد. برعکس، اگر ولتاژی بین دو الکترود اعمال نشود، هنگامی که صفحه تشدید امواج مافوق صوت را دریافت می‌کند، تراشه پیزوالکتریک را فشار می‌دهد تا ارتعاش کند و انرژی مکانیکی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند و سپس به گیرنده اولتراسونیک تبدیل شود. پروب های اولتراسونیک کم توان بیشتر برای تشخیص استفاده می شود. آنها ساختارهای مختلفی دارند. آنها را می توان به کاوشگرهای مستقیم (امواج طولی)، پروب های مورب (امواج عرضی)، پروب های سطحی (امواج سطحی)، پروب های موج بره (موج بره) و پروب های دوتایی (یک پروب دریافت کننده، یک پروب دریافت کننده) تقسیم کرد.

ثانیاً، استفاده از مزایای زیادی دارد ویژگی های سنسور فاصله اولتراسونیک برای اندازه گیری اشیاء به این دلیل که امواج اولتراسونیک دارای ویژگی های فرکانس بالا، طول موج کوتاه، پدیده پراش کوچک، به ویژه جهت گیری خوب هستند و می توانند تبدیل به پرتو شوند و به صورت جهت منتشر شوند. اولتراسوند توانایی زیادی در نفوذ به مایعات و جامدات دارد، به خصوص در جامداتی که در برابر نور خورشید کدر هستند. می تواند تا عمق ده ها متر نفوذ کند. هنگامی که موج اولتراسونیک به ناخالصی یا رابط برخورد می کند، بازتاب قابل توجهی ایجاد می کند تا یک اکو ایجاد کند، و می تواند اثر داپلر را هنگام برخورد با یک جسم متحرک ایجاد کند. سنسورهای اولتراسونیک که بر اساس ویژگی‌های اولتراسونیک توسعه یافته‌اند «سنسورهای اولتراسونیک» نامیده می‌شوند و به طور گسترده در صنعت دفاع ملی و پزشکی زیستی استفاده می‌شوند.

با این حال، از آنجایی که نقطه کوری مواد پیزوالکتریک به طور کلی نسبتاً بالا است، به خصوص سنسور اولتراسونیک مورد استفاده در پروب های تشخیصی اولتراسونیک دارای قدرت کم و دمای عملیاتی پایین است و می تواند برای مدت طولانی بدون خرابی کار کند. دمای پروب های سونوگرافی پزشکی نسبتاً بالا است و به تجهیزات تبرید جداگانه نیاز دارد. حساسیت عمدتاً به خود ویفر سازنده بستگی دارد. ضریب جفت الکترومکانیکی بزرگ و حساسیت بالا است. برعکس، حساسیت کم است. سه دلیل وجود دارد:

1. فرکانس سنسورهای اولتراسونیک فعلی نسبتاً ثابت است. به عنوان مثال، سنسورهای 40 کیلوهرتز فقط در 38 تا 42 کیلوهرتز قابل استفاده هستند و سایر فرکانس ها مشابه هستند. در حال حاضر، تقریبا هیچ سنسوری با محدوده فرکانس وسیع، مانند 40KHz~500KHz وجود ندارد. 

2. ولتاژ محرک نسبتاً بالا است، معمولاً بین 100Vp-p و 1500Vpp. در بسیاری از تجهیزات ولتاژ پایین، ترانسفورماتورهای پالس برای تقویت ولتاژ مورد نیاز هستند، اما مشکلات پیچیده ای نیز به همراه خواهد داشت. اگر سنسورهای درایو ولتاژ پایین 3 تا 5 ولت (قدرت بالاتر) وجود داشته باشد، بهتر است.

3. حساسیت باید بیشتر باشد:

مشاهده می شود که سنسور سطح اولتراسونیک صنعتی می تواند صدایی را که گوش انسان قادر به تشخیص آن نیست، منتشر، دریافت و تجزیه و تحلیل کند. از نظر تشخیص، استفاده از سنسورهای مافوق صوت می تواند به برد مافوق صوت، تشخیص نقص اولتراسونیک و سایر عملکردها دست یابد که می تواند برای شناسایی کشتی های غرق شده زیردریایی، زیردریایی های دشمن و نمایش جراحات داخلی فلزی مورد استفاده قرار گیرد. اینها را می توان در زمینه های فنی مختلف مانند صنعت، کشاورزی، صنعت سبک و درمان پزشکی اعمال کرد و ارتباط نزدیکی با زندگی ما دارد. همانطور که برای تجزیه و تحلیل برخی از مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک. اگر همچنان به مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک علاقه مند هستید، می توانید خودتان نیز از سنسورهای اولتراسونیک استفاده کنید. مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک را در مدت زمان مشخصی بیاموزید. در صورت اطلاع از نحوه رفع نواقص سنسورهای اولتراسونیک در فرآیند استفاده از سنسورهای اولتراسونیک، می توانید با پژوهشگران حرفه ای سنسورهای اولتراسونیک مرتبط در وب سایت نیز مشورت کنید.