Mikä on ultraäänianturi?

Tietotekniikan kehittyessä kemian-, öljy- ja vesivoimasektoreilla Ultraäänianturianturia käytetään laajalti öljytason, vedenpinnan ja muiden nestetason mittaamiseen. Hyödyntämällä ultraäänen ominaisuuksia tiedämme, että siitä voidaan tehdä myös ultraäänietäisyysanturi. Selitän tänään ultraäänianturia ja sen sovellusta tarkemmin.

Ultraääniantureiden esittely

Ultraäänianturit on kehitetty käyttämällä ultraäänen ominaisuuksia. Ultraääni on mekaaninen aalto, jonka värähtelytaajuus on korkeampi kuin ääniaaltojen (20 kHz). Se syntyy muuntimen kiekon värähtelystä jännitteen virityksen alaisena. Sillä on korkea taajuus, lyhyt aallonpituus, pieni diffraktioilmiö, erityisen hyvä suuntaavuus, josta voi tulla säteen ja suunnan eteneminen. Ultraääniaalloilla on erinomainen kyky tunkeutua nesteisiin ja kiinteisiin aineisiin, erityisesti kiinteisiin aineisiin, jotka eivät läpäise auringonvaloa. Se voi tunkeutua kymmenien metrien syvyyteen. Kun ultraääniaalto osuu epäpuhtauksiin tai rajapintaan, se tuottaa merkittävän heijastuksen muodostaen kaiun, ja se voi tuottaa doppler-ilmiön osuessaan liikkuvaan kohteeseen. Siksi ultraäänitestausta käytetään laajasti teollisuudessa, maanpuolustuksessa, biolääketieteessä jne.

Ultraäänianturin osat

The ultraäänitasoanturi koostuu pääasiassa pietsosähköisistä kiekoista, jotka voivat lähettää ja vastaanottaa ultraääniaaltoja. Pienitehoisia ultraääniantureita käytetään useimmiten havaitsemiseen. Sillä on monia erilaisia ​​rakenteita, jotka voidaan jakaa suoraan anturiin (pitkittäisaalto), vinoon anturiin (poikittainen aalto), pinta-aaltoanturiin (pinta-aalto), Lamb-aallon mittapäähän (Lamb-aalto), kaksoisanturiin (yksi anturin heijastus, yksi anturin vastaanotto) Odota.

Ultraäänianturin toimintaperiaate

Kun jännite kohdistetaan pietsosähköiseen keramiikkaan, tapahtuu mekaanista muodonmuutosta jännitteen ja taajuuden muuttuessa. Toisaalta, kun pietsosähköistä keraamia täristetään, syntyy sähkövaraus. Tätä periaatetta käyttäen, kun sähköinen signaali johdetaan vibraattoriin, joka koostuu kahdesta pietsosähköisestä keramiikasta tai pietsosähköisestä keramiikasta ja metallilevystä, niin sanotusta pietsosähköisestä bimorfisesta elementistä, ultraääniaaltoja emittoidaan taivutusvärähtelyn vuoksi. Päinvastoin, kun ultraäänivärähtelyä kohdistetaan pietsosähköiseen bimorfiseen elementtiin, syntyy sähköinen signaali. Yllä olevien vaikutusten perusteella pietsosähköistä keramiikkaa voidaan käyttää ultraääniantureina. Ultraääniantureiden tapaan komposiittivärähtelijä on joustavasti kiinnitetty alustaan. Komposiittivärähtelijä on yhdistelmä resonaattoria ja pietsosähköistä bimorfista elementtivärähtelijää, joka koostuu metallilevystä ja pietsosähköisestä keraamisesta levystä. Resonaattori on torven muotoinen, ja sen tarkoituksena on säteillä tehokkaasti värähtelyn synnyttämiä ultraääniaaltoja ja keskittää ultraääniaaltoja tehokkaasti vibraattorin keskelle.

Ulkokäyttöön tarkoitetuilla ultraääniantureilla tulee olla hyvät tiivistysominaisuudet kasteen, sateen ja pölyn tunkeutumisen estämiseksi. Pietsosähköinen keramiikka on kiinnitetty metallilaatikon yläosaan. Pohja kiinnitetään laatikon avoimeen päähän ja peitetään hartsilla. varten Teollisuusroboteissa käytettävä ultraäänianturietäisyysmittaus edellyttää 1 mm:n tarkkuutta ja voimakasta ultraäänisäteilyä.