Penerapan sensor ultrasonik

Inti dari transduser akustik bawah air adalah wafer piezoelektrik di selubung luarnya, dan ada banyak jenis bahan yang membentuk wafer tersebut. Ukuran wafer seperti diameter dan ketebalannya berbeda-beda, sehingga performa setiap probe berbeda-beda dan performanya harus diketahui sebelum digunakan.

Indikator kinerja utama sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:

(1) Frekuensi kerja. Frekuensi operasi adalah frekuensi resonansi wafer piezoelektrik. Ketika frekuensi tegangan bolak-balik yang diberikan sama dengan frekuensi resonansi wafer, keluaran energinya paling besar dan sensitivitasnya juga paling tinggi.

(2) Suhu kerja. Karena titik Curie pada bahan piezoelektrik umumnya tinggi, khususnya transduser depth sounder untuk mendeteksi menggunakan daya kecil dari sensor ultrasonik, suhu pengoperasian relatif rendah, dan pekerjaan dapat dilakukan untuk waktu yang lama tanpa kegagalan.

(3) Sensitivitas. Ini terutama bergantung pada pembuatan wafer itu sendiri, dan koefisien kopling elektromekanisnya besar dan sensitivitasnya tinggi.

Aplikasi sensor ultrasonik

Itu transduser piezoelektrik ultrasonik mengadopsi prinsip penentuan posisi gema ultrasonik, menggunakan teknologi pengukuran perbedaan waktu untuk mendeteksi jarak antara sensor dan target, dan mengadopsi sensor ultrasonik sudut kecil dan area buta kecil, yang memiliki pengukuran akurat, tidak ada kontak, tahan air, anti korosi, biaya rendah, dll. Keuntungan, yang terutama diterapkan pada level cairan, level, deteksi level, dll. Prinsip dasar sensor ultrasonik adalah sistem mengirimkan pulsa ultrasonik dari sensor transmisi, dan objek dipantulkan dan dikembalikan ke sensor penerima, dan pulsa ultrasonik terdeteksi dari emisi. Dengan waktu yang diperlukan untuk penerimaan, dan berdasarkan kecepatan suara dalam medium, dapat diperoleh jarak dari sensor ke objek yang diukur untuk menentukan posisinya. Dengan mempertimbangkan pengaruh suhu lingkungan terhadap kecepatan rambat ultrasonik, kecepatan rambat dikoreksi dengan metode kompensasi suhu untuk meningkatkan akurasi pengukuran.

transduser untuk flowmeter diukur dengan berbagai cara, seperti variasi kecepatan rambat, pergeseran kecepatan gelombang, efek Doppler, dan mendengarkan aliran. Namun, metode yang banyak digunakan saat ini terutama adalah metode perbedaan waktu propagasi ultrasonik.
Ketika gelombang ultrasonik merambat di dalam fluida, kecepatan rambat pada fluida diam dan fluida yang mengalir berbeda. Dengan fitur ini kecepatan fluida dapat ditentukan, kemudian dapat diketahui laju aliran fluida sesuai dengan luas penampang fluida pada pipa.

Transduser pengukur aliran ultrasonik memiliki karakteristik tidak menghalangi aliran fluida. Ada banyak jenis cairan yang dapat diukur. Baik itu fluida non-konduktif, fluida dengan viskositas tinggi, atau fluida bubur, dapat diukur asalkan dapat memancarkan gelombang ultrasonik. Pengukur aliran ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur air keran, air industri, air pertanian, dan sejenisnya. Cocok juga untuk pengukuran laju aliran seperti selokan, saluran irigasi pertanian, dan sungai.

Metode doppler menggunakan prinsip doppler akustik untuk menentukan laju aliran fluida dengan mengukur doppler ultrasonik dari hamburan hamburan dalam fluida yang tidak seragam, dan cocok untuk pengukuran aliran fluida termasuk partikel dan gelembung tersuspensi. Metode korelasi menggunakan teknologi yang relevan untuk mengukur laju aliran. Pada prinsipnya, keakuratan pengukuran metode ini tidak bergantung pada kecepatan suara dalam fluida, sehingga tidak ada hubungannya dengan suhu dan konsentrasi fluida, sehingga keakuratan pengukurannya tinggi dan jangkauan penerapannya luas. Namun harga korelatornya mahal dan jalurnya rumit. Kekurangan ini dapat diatasi setelah mikroprosesor dipopulerkan. Metode kebisingan (metode mendengarkan) adalah prinsip yang menggunakan kebisingan yang dihasilkan ketika suatu fluida mengalir dalam suatu pipa dikaitkan dengan kecepatan aliran suatu fluida, dan mendeteksi laju aliran atau nilai laju aliran dengan mendeteksi kebisingan. Caranya sederhana, peralatannya murah, tapi keakuratannya rendah.

Inspeksi sensor ultrasonik
Untuk gelombang ultrasonik frekuensi tinggi, karena panjang gelombangnya yang pendek, tidak mudah menghasilkan difraksi, dan akan memiliki pantulan yang jelas ketika bertemu dengan kotoran atau antarmuka. Ia memiliki arah yang baik dan dapat terarah serta merambat sebagai sinar; ia memiliki redaman kecil dalam cairan dan padat, dan aus. Melalui kekuatan yang besar. Karakteristik ini menjadikan gelombang ultrasonik sebagai alat penting untuk pengujian non-destruktif.

(1) Metode penetrasi. Metode penetrasi adalah metode untuk menilai kualitas internal suatu benda kerja berdasarkan perubahan energi setelah gelombang ultrasonik menembus benda kerja. Metode penetrasi menggunakan dua probe sensor ultrasonik yang ditempatkan pada sisi berlawanan dari benda kerja, satu untuk mentransmisikan gelombang ultrasonik dan satu lagi untuk menerima gelombang ultrasonik. Gelombang yang ditransmisikan dapat berupa gelombang kontinyu atau gelombang pulsa. Dalam pendeteksiannya, bila tidak ada cacat pada benda kerja, energi penerimanya besar, dan nilai indikasi meternya besar; bila ada cacat pada benda kerja, sebagian energi dipantulkan, energi penerima kecil, dan nilai penunjuk meter kecil. Berdasarkan perubahan ini, cacat internal pada benda kerja dapat dideteksi.

(2) Deteksi cacat reflektif. Deteksi cacat reflektif adalah metode untuk mendeteksi cacat dengan perbedaan pantulan gelombang ultrasonik pada benda kerja. Berikut ini adalah contoh refleksi pulsa primer gelombang longitudinal untuk mengilustrasikan prinsip pendeteksian.