Suorituskykyilmaisimet Ultraäänietäisyysanturi

Ultraäänietäisyysanturia voidaan käyttää laajasti liittyvillä aloilla, kuten taso, nestetaso, valvonta, robotin törmäysnesto, erilaiset ultraääniläheisyyskytkimet ja varkaudenestohälyttimet. Se on luotettava toiminnassa, helppo asentaa, vesitiivis, pieni laukaisukulma, korkea herkkyys ja käyttömukavuus. Se on kytketty teolliseen näyttölaitteeseen ja tarjoaa myös mittapään, jolla on suuri emissiokulma. Ultraäänietäisyysanturin suunnitteluperiaate on, että ultraäänianturi on ultraääniaaltojen ominaisuuksia hyödyntäen kehitetty anturi. Ultraääniaalto on eräänlainen mekaaninen aalto, jonka värähtelytaajuus on korkeampi kuin ääniaaltojen. Se syntyy muuntimen kiekon värähtelystä jännitteen virityksen alaisena. Sillä on korkea taajuus, lyhyt aallonpituus, pieni diffraktioilmiö, erityisen hyvä suuntaavuus voi olla sädesuuntautunut. Ominaisuudet, kuten viestintä. 

Ultraääniaalloilla on erinomainen kyky tunkeutua nesteisiin ja kiinteisiin aineisiin, erityisesti auringonvalon läpinäkymättömissä kiinteissä aineissa, jotka voivat tunkeutua useiden kymmenien metrien syvyyteen. Kun ultraääniaalto osuu epäpuhtaukseen tai rajapintaan, se tuottaa merkittävän heijastuksen muodostaen heijastuksen kaikuksi, joka voi aiheuttaa doppler-ilmiön osuessaan liikkuvaan kohteeseen. Siksi ultraäänitestausta käytetään laajasti teollisuudessa, maanpuolustuksessa, biolääketieteessä ja muilla aloilla. Ultraääntä käytetään tunnistuskeinona, ja ultraääniaaltoja ja ultraääniaaltoja on synnytettävä. Tämän toiminnon suorittava laite on ultraäänietäisyysmittausanturi, jota tavallisesti kutsutaan ultraäänianturiksi tai ultraäänianturiksi. Ultraäänietäisyysanturin suorituskykyindikaattorit, ultraäänianturin ydin on pietsosähköinen kalvo muovivaipassa tai metallivaipassa. Kiekon muodostavia materiaaleja on monenlaisia. Kiekon koko, kuten halkaisija ja paksuus, on erilainen, joten kunkin anturin suorituskyky on erilainen. Meidän on tiedettävä sen suorituskyky ennen käyttöä. Ultraääniantureiden tärkeimmät suorituskykyindikaattorit sisältävät seuraavat näkökohdat.

2. Käyttölämpötila.
Koska pietsosähköisen materiaalin curie-piste on yleensä korkea, erityisesti diagnostinen ultraäänianturi kuluttaa vähemmän tehoa, joten käyttölämpötila on alhaisempi ja voi toimia pitkään aiheuttamatta vikaa. Lääketieteelliset ultraäänianturit ovat suhteellisen kuumia ja vaativat erilliset jäähdytyslaitteet.

Se riippuu pääasiassa itse kiekon valmistuksesta. Sähkömekaaninen kytkentäkerroin on suuri, herkkyys on korkea ja herkkyys on alhainen. Pietsosähköiseen keramiikkaan sovelletaan ultraäänietäisyysanturin jännitteen rakennetta, mikä aiheuttaa mekaanista muodonmuutosta jännitteen ja taajuuden muutoksissa. Toisaalta sähkövaraus syntyy, kun pietsosähköistä keraamia täristetään. Tällä periaatteella, kun tärytin koostuu kahdesta pietsosähköisestä keramiikasta tai palasta pietsosähköistä keramiikkaa ja metallikappaletta kutsutaan bimorfiseksi elementiksi, ultraäänisignaali lähetetään taivutusvärähtelyn vuoksi, kun sähköistä signaalia käytetään. Kääntäen, kun ultraäänianturi etäisyyden mittaamiseksi kohdistetaan bimorfiseen elementtiin, syntyy sähköinen signaali. Yllä olevien vaikutusten perusteella pietsosähköistä keramiikkaa voidaan käyttää ultraäänianturina. Kuten ultraäänianturi, myös komposiittivärähtelijä on joustavasti kiinnitetty alustaan. 

Komposiittivärähtelijä on resonaattorin ja bimorfisen vibraattorin yhdistelmä, joka koostuu metallista ja pietsosähköisestä keramiikasta. Resonaattori on sarven muotoinen, jotta se säteilee tehokkaasti värähtelyn synnyttämiä ultraääniaaltoja ja keskittää tehokkaasti ultraääniaallot vibraattorin keskiosaan. Ultraääniantureissa on oltava hyvä tiivistys, jotta kaste, sade ja pöly eivät pääse ulkona. Pietsosähköinen keramiikka on kiinnitetty metallikotelon yläosan sisäpuolelle. Pohja on kiinnitetty kotelon avoimeen päähän ja peitetty hartsilla. Teollisuusroboteissa käytettävälle ultraäänietäisyysanturitietolomakkeelle vaaditaan 1 mm:n tarkkuus ja voimakasta ultraäänisäteilyä. Perinteisen bimorfisen elementtivärähtelyn taivutusvärähtelyllä tätä on mahdotonta saavuttaa taajuudella, joka on suurempi kuin 75 kHz. Siksi korkeataajuisessa ilmaisussa on käytettävä pietsosähköistä keramiikkaa, jolla on pystysuuntainen paksuusvärähtelytila. Tässä tapauksessa pietsosähköisen keramiikan akustisen impedanssin sovittaminen ilman kanssa tulee tärkeäksi. Pietsosähköisen keramiikan akustinen impedanssi on 2,6 x 107 kg/m2s ja ilman akustinen impedanssi 4,3 x 102 kg/m2s. Ero voi aiheuttaa suuren häviön pietsosähköisen keraamisen värähtelevän säteilyn pinnalla. Pietsosähköiseen keramiikkaan kiinnittyy erityinen materiaali akustisena sovituskerroksena, joka vastaa ilman akustista impedanssia. Tämän rakenteen ansiosta ultraäänianturi voi silti toimia normaalisti jopa 100 kHz:n taajuuksilla.