Pietsosähköinen ultraäänianturi

Ultraäänimuuntimet ovat pohjimmiltaan sähkömekaanisten energianmuunnoslaitteiden luokka, jotka voidaan jakaa pietsosähköisiin, sähkömagneettisiin ja magnetostriktiivisiin tyyppeihin niiden toimintaperiaatteiden mukaan. Tällä hetkellä yleiset ultraäänimuuntimet ovat yleensä pietsosähköisiä, mikä toimii käyttämällä pietsosähköisten materiaalien positiivisia ja negatiivisia pietsosähköisiä vaikutuksia. Pietsosähköinen materiaali pakotetaan synnyttämään sähkövarausta, jota kutsutaan positiiviseksi pietsosähköiseksi efektiksi. Kääntäen, kun sähkökenttä kohdistetaan pietsosähköiseen materiaaliin, pietsosähköinen materiaali aiheuttaa mekaanista muodonmuutosta ja mekaanista jännitystä. Tätä ilmiötä kutsutaan käänteiseksi pietsosähköiseksi efektiksi. Kun ultraäänianturianturin käyttämä sähkökenttä on vaihtosignaali, pietsosähköisessä materiaalissa voidaan virittää erilaisia ​​elastisia aaltoja. Kun vaihtuvan sähkökentän taajuus on sama kuin pietsosähköisen materiaalin mekaaninen resonanssitaajuus, pietsosähköinen materiaali on mekaanisessa resonanssitilassa ja siitä tulee pietsosähköinen vibraattori. Jos mekaaninen resonanssitaajuus on ultraäänispektrissä, pietsosähköisen vibraattorin lähettämä mekaaninen aalto on ultraääni.

Ultraäänitestaustekniikassa ultraäänilähettävä anturi ja vastaanotto Ultraäänialueen anturi voidaan valmistaa erikseen käyttämällä positiivisia ja negatiivisia pietsosähköisiä vaikutuksia. Koska pietsosähköinen vaikutus on palautuva, useimmat ultraäänianturit ovat sekä lähettäviä että vastaanottavia.

Ultraäänietäisyysmittausanturit voidaan jakaa kolmeen alueeseen: suuriin, keskikokoisiin ja pieniin niiden työetäisyyden mukaan. Niiden joukossa pienen alueen tunnistusetäisyys on alle 2 m, työtaajuus on 90-300 kHz; keskialueen tunnistusetäisyys on noin 20 m, työtaajuus on 90 kHz; iso 300kHz ultraäänianturi on noin 50 m ja työtaajuus on 20-30 kHz. Lisäksi on äänietäisyysanturi, jonka tunnistusetäisyys on yli 50 m ja toimintataajuus noin 10 kHz.