Pietsosähköisten ultraääniantureiden sovellukset

1. Pietsosähköinen voima-anturi

Pietsosähköinen voima-anturi on a Teollinen ultraäänianturi , joka käyttää pietsosähköisiä elementtejä muuntamaan suoraan voimasta sähköksi. Jännitys- ja puristussovelluksissa pietsosähköisinä elementteinä käytetään yleensä kahta tai useampaa pietsokvartsikitettä. Sen jäykkyys, laaja mittausalue, korkea lineaarisuus ja vakaus sekä hyvät dynaamiset ominaisuudet. Kun käytetään varausvahvistinta, jolla on suuri aikavakio, voidaan mitata kvasistaattinen voima. Voimanmittaustilan mukaan on olemassa yksisuuntaisia, kaksisuuntaisia ​​ja kolmisuuntaisia ​​antureita, ja ne ovat rakenteeltaan periaatteessa samat.

2. Pietsosähköinen kiihtyvyysanturi

Pietsoelementti koostuu yleensä kahdesta pietsosähköisestä levystä. Hopeakerroksen pietsolevy pietsosähköisen levyn kahdelle pinnalle ja hitsaa ulostulojohto hopeakerroksen päälle tai kiinnitä metallipala kahden pietsosähköisen levyn väliin, johto hitsataan metallilevyyn ja lähtöpään toinen johto on kytketty suoraan ultraäänianturialustaan. Aseta massa, jolla on suurempi ominaispaino pietsosähköiselle levylle, ja käytä sitten kovaa jousta, pulttia tai mutteria kuormittamaan massa. Koko kokoonpano on asennettu metallikuoreen, jossa on paksu pohja. Jotta voidaan eristää koekappaleen mahdollinen venymä siirtymästä pietsosähköiseen elementtiin ja välttää väärän signaalin ulostulo, on yleensä tarpeen paksuntaa pohjaa tai valita materiaali, joka on jäykempi. 

Tällä hetkellä pietsosähköisten ultraääniantureiden valmistukseen on olemassa monia materiaaleja, jotka voidaan jakaa ultraäänianturiosat kristalli, pietsosähköiset monikiteiset ja orgaaniset pietsosähköiset materiaalit. Yleisimmin käytettyjä pietsosähköisiä antureita ovat erityyppiset pietsosähköiset keraamit, jotka kuuluvat pietsosähköisiin monikiteisiin ja kvartsikiteet pietsosähköisissä yksittäiskiteissä. Muita pietsosähköisiä yksikiteitä ovat litiumniobaatti, litiumtantalaatti, litiumgallaatti ja vismuttigermanaatti, jotka sopivat korkean lämpötilan säteilyympäristöihin.

Nykypäivän suuret tarkkuusjärjestelmät ovat erittäin huolissaan laadusta ja koosta, ja perinteiset suuren mittakaavan pietsosähköiset anturit menettävät vähitellen markkinansa. Uusien materiaalien ja uusien prosessointiteknologioiden kehittymisen myötä erilaisista mikroprosessointiteknologioista, kuten lasereista, valmistetut piin kiihtyvyysanturit ovat vähitellen korvaamassa perinteiset piikiihtyvyysanturit pienen koon, vaihdettavuuden ja luotettavuuden vuoksi. Pietsosähköisessä ultraäänianturissa pietsosähköisen anturin toiminto on rikkonut perinteisen toiminnon. Sen lähtö ei ole enää yksittäinen analoginen signaali, vaan mikrotietokoneen käsittelemä digitaalinen signaali. Jotkut pietsosähköiset anturit, kuten integroitu ultraäänianturilla etäisyyden mittaamiseen on oma ohjaustoiminto, eli digitaalinen anturi, tämä on parhaan kehityksen trendi.