अल्ट्रासोनिक स्थिति सेंसर का सिद्धांत और अनुप्रयोग

  अल्ट्रासाउंड तरंगें यांत्रिक तरंगों के लिए एक सामान्य शब्द है जिनकी आवृत्ति मानव की श्रवण आवृत्ति सीमा (लगभग 20 kHz) से अधिक होती है। अल्ट्रासोनिक तरंगें वोल्टेज के उत्तेजना के तहत कंपन ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पन्न होती हैं। दूरी मापने वाले ट्रांसड्यूसर में उच्च आवृत्ति, लघु तरंग दैर्ध्य, छोटे विवर्तन घटना, विशेष रूप से अच्छी दिशा की विशेषताएं हैं, यह किरण और निर्देशित प्रसार करने में सक्षम है। अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर को अल्ट्रासोनिक सेंसर या अल्ट्रासोनिक जांच के रूप में भी जाना जाता है। अल्ट्रासोनिक लेवल गेज एक डिजिटल लेवल गेज है जो माइक्रोप्रोसेसर द्वारा नियंत्रित होता है। माप में, अल्ट्रासोनिक पल्स दूरी ट्रांसड्यूसर सेंसर (ट्रांसड्यूसर) द्वारा उत्सर्जित होता है, और ध्वनि तरंग तरल सतह से परिलक्षित होती है और फिर अल्ट्रासोनिक रिसीवर द्वारा प्राप्त की जाती है, इसे पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल या मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव डिवाइस द्वारा विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है, और ध्वनि तरंग द्वारा प्रेषित और प्राप्त किया जाता है। मापी जा रही वस्तु की सतह से दूरी सेंसर की गणना के बीच का समय। गैर-संपर्क माप के कारण, मापा गया माध्यम लगभग असीमित है,अल्ट्रासोनिक दूरी मापने वाले ट्रांसड्यूसर का उपयोग विभिन्न तरल और ठोस सामग्रियों के माप के लिए व्यापक रूप से किया जा सकता है।

  अल्ट्रासोनिक स्थिति सेंसर की संरचना और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का प्रदर्शन मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स से बना है, जो ध्वनि तरंगों का उत्सर्जन कर सकता है और अल्ट्रासाउंड भी प्राप्त कर सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक जनरेटर वास्तव में पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल की अनुनाद के साथ काम करते हैं। इसमें दो पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स और एक गुंजयमान पीजो प्लेट है। जब इसके दो ध्रुवों में एक पल्स सिग्नल होता है जिसकी आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक वेफर की प्राकृतिक दोलन आवृत्ति के बराबर होती है, तो पीजोइलेक्ट्रिक वेफर प्रतिध्वनि करेगा और अल्ट्रासोनिक तरंगों को उत्पन्न करने के लिए अनुनाद प्लेट को कंपन करने के लिए प्रेरित करेगा। इसके विपरीत, यदि दो इलेक्ट्रोडों के बीच कोई वोल्टेज लागू नहीं किया जाता है, जब अनुनादक प्लेट अल्ट्रासोनिक तरंगें प्राप्त करती है,दूरी के लिए ट्रांसड्यूसर कंपन करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक वेफर को संपीड़ित करेगा, यह यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित कर रहा है, और यह एक अल्ट्रासोनिक रिसीवर बन जाएगा।

  कम-शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक जांच ज्यादातर पता लगाने के लिए होते हैं। उनकी कई अलग-अलग संरचनाएं हैं, जैसे सीधी जांच (अनुदैर्ध्य तरंग), तिरछी जांच (अनुप्रस्थ तरंग), फ्लोमीटर , सतह जांच (सतह तरंग), लैम्ब तरंग जांच (लैंप तरंग), और दोहरी जांच (एक जांच उत्सर्जित करती है, एक जांच प्राप्त करती है) के लिए ट्रांसड्यूसर। अल्ट्रासोनिक जांच का मूल इसके बाहरी आवरण में एक पीजोइलेक्ट्रिक वेफर है, और वेफर का निर्माण करने वाली कई प्रकार की सामग्रियां हैं। वेफर का आकार, जैसे व्यास और मोटाई, भी भिन्न होता है, इसलिए प्रत्येक जांच का प्रदर्शन अलग होता है, और उपयोग से पहले इसका प्रदर्शन ज्ञात होना चाहिए। अल्ट्रासोनिक सेंसर के मुख्य प्रदर्शन संकेतक इस प्रकार हैं:

1.ऑपरेटिंग आवृत्ति। की संचालन आवृत्ति अल्ट्रासोनिक दूरी मापने वाला सेंसर पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर की गुंजयमान आवृत्ति है। जब दोनों सिरों पर लागू एसी वोल्टेज की आवृत्ति ट्रांसड्यूसर की अनुनाद आवृत्ति के बराबर होती है, तो आउटपुट ऊर्जा अधिकतम होती है और संवेदनशीलता सबसे अधिक होती है।

2.ऑपरेटिंग तापमान। चूंकि पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का क्यूरी बिंदु आम तौर पर उच्च होता है, विशेष रूप से, पता लगाने के लिए अल्ट्रासोनिक जांच दूरी मापने वाले सेंसर में कम शक्ति होती है, इसलिए काम करने का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है और यह बिना किसी विफलता के लंबे समय तक काम कर सकता है।