Princip rada i struktura ultrazvučnog senzora razine tekućine

Princip rada  

Ultrazvučni senzori su senzori razvijeni korištenjem karakteristika ultrazvučnih valova. Podvodni ultrazvučni pretvarač je mehanički val s višom frekvencijom vibracija od zvučnih valova. Generira se vibracijom čipa pretvarača pod pobudom napona. Ima visoku frekvenciju, kratku valnu duljinu, mali fenomen difrakcije, posebno dobru usmjerenost i može se usmjeriti u zrake. Diseminacija i druge karakteristike. Ultrazvučni valovi imaju veliku sposobnost prodiranja u tekućine i krutine, posebno u krutine koje su neprozirne za sunčevu svjetlost. Može prodrijeti do dubine od desetak metara. Kada ultrazvučni val pogodi nečistoću ili sučelje,piezoelektrični ultrazvučni pretvarač  proizvest će značajnu refleksiju u obliku jeke, a može proizvesti i Dopplerov učinak kada udari u pokretni objekt. Stoga se ultrazvučno ispitivanje naširoko koristi u industriji, nacionalnoj obrani, biomedicini i drugim aspektima. Ultrazvuk se koristi kao metoda detekcije, a potrebno je generirati i primiti ultrazvučne valove. Uređaj koji obavlja ovu funkciju je ultrazvučni senzor, koji se uobičajeno naziva ultrazvučni pretvarač ili ultrazvučna sonda. 

Struktura i sastav  

mjerenje dubine ultrazvučnim sondama  uglavnom se sastoji od piezoelektričnih pločica koje mogu odašiljati i primati ultrazvučne valove. Za detekciju se uglavnom koriste ultrazvučne sonde male snage. Ima mnogo različitih struktura, koje se mogu podijeliti na ravnu sondu (uzdužni val), kosu sondu (poprečni val), sondu površinskog vala (površinski val), sondu lamb valova (lam val), dvostruku sondu (jedna refleksija sonde, jedna sonda prijem) Čekajte. Jezgra ultrazvučnog senzora je piezoelektrični čip u plastičnom ili metalnom omotaču. Može postojati mnogo vrsta materijala koji čine pločicu. Veličina pločice, kao što su promjer i debljina također su različite, tako da je izvedba svakog senzora drugačija, moramo znati njegovu izvedbu prije upotrebe. 

Glavni pokazatelji rada ultrazvučnih senzora

(1) Radna frekvencija. Radna frekvencija je rezonantna frekvencija piezoelektrične pločice. Kada je frekvencija izmjeničnog napona primijenjenog na njegova dva kraja jednaka rezonantnoj frekvenciji čipa, izlazna energija je najveća, a osjetljivost najveća. 

(2) Radna temperatura. Budući da je Curiejeva točka piezoelektričnih materijala općenito relativno visoka, posebno kada ultrazvučna sonda koja se koristi za dijagnozu koristi malu snagu, radna temperatura je relativno niska i može raditi dugo vremena bez kvara. Medicinski ultrazvučni senzori imaju relativno visoke temperature i zahtijevaju posebnu rashladnu opremu. 

(3) Osjetljivost. Uglavnom ovisi o samoj proizvodnji pločice. Koeficijent elektromehaničke sprege je velik, a osjetljivost visoka; naprotiv, osjetljivost je niska. 

Poput ultrazvučnih senzora, kompozitni vibrator je fleksibilno fiksiran na bazu. Kompozitni vibrator kombinacija je rezonatora i vibratora s bimorfnim elementom koji se sastoji od metalnog lima i piezoelektričnog keramičkog lima. Rezonator je u obliku roga, a svrha mu je učinkovito zračenje ultrazvučnih valova nastalih uslijed vibracija, te učinkovito koncentriranje ultrazvučnih valova u središtu vibratora. 

Ultrazvučni senzori za vanjsku upotrebu moraju imati dobra svojstva brtvljenja kako bi spriječili prodor rose, kiše i prašine. Piezoelektrična keramika je fiksirana na unutarnjoj strani vrha metalne kutije. Baza je pričvršćena na otvoreni kraj kutije i prekrivena smolom. Za ultrazvučne senzore koji se koriste u industrijskim robotima zahtijeva se točnost od 1 mm i jako ultrazvučno zračenje.