مزایا و معایب مبدل اولتراسونیک چیست؟

با پیشرفت سریع سطح فناوری، در زندگی واقعی، یافتن کاربرد سنسورهای اولتراسونیک دشوار نیست. سنسورهای اولتراسونیک به دلیل دقت اندازه گیری بالا، عملکرد پایدار و جبران دما به طور گسترده در تولید، نیروی الکتریکی، مصالح ساختمانی اندازه گیری شده متالورژی، صنایع شیمیایی، مواد غذایی، خودرو، انبارداری، حمل و نقل، نساجی، حمل و نقل، اکتشاف، سطح مایع استفاده می شود. نظارت بر سطح، تشخیص جریان کانال باز، فناوری رباتیک، پردازش مواد غذایی و سایر صنایع می تواند مواد مایع و مواد جامد را اندازه گیری کند.

اگرچه سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک به طور گسترده استفاده می شود، طلای خوب کافی نیست، هیچ کس کامل نیست. با توجه به درک و تجربه قبلی شما از سنسورهای اولتراسونیک، آیا مبدل اولتراسونیک مزایا و معایبی دارد، آیا این مزایا و معایب تاثیر خاصی بر زندگی ما خواهند داشت؟ این زمانی است که ما حسگرهای اولتراسونیک را عمیقاً درک می کنیم.

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

ثانیا، استفاده از ویژگی های اولتراسونیک برای اندازه گیری اشیاء دارای مزایای بسیاری است. به این دلیل که امواج اولتراسونیک دارای ویژگی های فرکانس بالا، طول موج کوتاه و پدیده های پراش کوچک به ویژه جهت دهی خوب هستند و می توانند پرتو و جهت انتشار باشند. امواج مافوق صوت توانایی زیادی در نفوذ به مایعات و جامدات به ویژه در جامدات خورشیدی مات دارند که می توانند تا عمق ده ها متری نفوذ کنند. امواج اولتراسونیک که با ناخالصی ها یا رابط ها مواجه می شوند، بازتاب های قابل توجهی ایجاد می کنند و بازتاب هایی را به پژواک تبدیل می کنند، و لمس اجسام متحرک می تواند اثر داپلر را ایجاد کند. سنسورهای التراسونیک که بر اساس ویژگی‌های اولتراسونیک تولید می‌شوند، 'حسگرهای اولتراسونیک' نامیده می‌شوند و به طور گسترده در صنعت، دفاع ملی، زیست پزشکی و غیره استفاده می‌شوند. با این حال، از آنجایی که نقطه کوری مواد پیزوالکتریک به طور کلی نسبتاً بالا است، به ویژه سنسور اولتراسونیک برای تشخیص استفاده می‌شود، از سنسور اولتراسونیک کوچک استفاده می‌شود، دمای کار نسبتاً کم است و بدون خرابی می‌تواند برای مدت طولانی کار کند. پروب های سونوگرافی پزشکی دمای نسبتا بالایی دارند و به تجهیزات تبرید جداگانه نیاز دارند. حساسیت عمدتاً به خود ویفر پیزوالکتریک بستگی دارد. ضریب جفت الکترومکانیکی بزرگ و حساسیت بالا است. در غیر این صورت، حساسیت پایین است. سه دلیل وجود دارد:

2. ولتاژ محرک نسبتاً بالا است، معمولاً بین 100Vp-p و 1500Vp-p. در بسیاری از تجهیزات ولتاژ پایین، یک ترانسفورماتور پالس برای تقویت نیاز است، اما برخی از مشکلات پیچیده را نیز به همراه خواهد داشت. اگر سنسوری با درایو ولتاژ پایین 3 ~ 5 ولت (قدرت بزرگتر) وجود داشته باشد، بهتر خواهد بود.

3. حساسیت باید بیشتر باشد.
می توان مشاهده کرد که اندازه گیری عمق مبدل اولتراسونیک می تواند صدایی را منتشر کند، دریافت و تجزیه و تحلیل کند که گوش انسان ما قادر به تشخیص آن نیست. از نظر تشخیص، استفاده از حسگرهای اولتراسونیک می‌تواند به عملکردهایی مانند برد اولتراسونیک و تشخیص نقص اولتراسونیک دست یابد که می‌تواند برای شناسایی غرق‌های کشتی زیردریایی، زیردریایی‌های 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 که ارتباط تنگاتنگی با زندگی ما دارند، اعمال کرد. با توجه به تجزیه و تحلیل برخی از مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک، در اینجا آن را به همه معرفی کرده است. اگر همچنان به مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک علاقه زیادی دارید، ممکن است بخواهید خودتان از سنسورهای اولتراسونیک استفاده کنید. مزایا و معایب سنسورهای اولتراسونیک را در مدت زمان مشخصی بیاموزید. اگر در فرآیند استفاده از سنسورهای اولتراسونیک راهی برای رفع نواقص سنسورهای اولتراسونیک پیدا کردید، می‌توانید با محققان حرفه‌ای سنسورهای اولتراسونیک مرتبط نیز مشورت کنید.