Indikator Kinerja Sensor Jarak Ultrasonik

Sensor jarak ultrasonik dapat digunakan secara luas di bidang terkait seperti level, level cairan, pemantauan, anti-tabrakan robot, berbagai sakelar kedekatan ultrasonik, dan alarm anti maling. Dapat diandalkan dalam pengoperasian, mudah dipasang, tahan air, dengan sudut peluncuran kecil, sensitivitas dan kenyamanan tinggi. Ini terhubung ke instrumen tampilan industri dan juga menyediakan probe dengan sudut emisi yang besar. Prinsip perancangan sensor jarak ultrasonik adalah sensor ultrasonik merupakan sensor yang dikembangkan dengan memanfaatkan karakteristik gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik merupakan salah satu jenis gelombang mekanik yang frekuensi getarnya lebih tinggi dibandingkan gelombang bunyi. Hal ini dihasilkan oleh getaran wafer transduser di bawah eksitasi tegangan. Ia memiliki frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, fenomena difraksi kecil, terutama directivity yang baik dapat berorientasi pada sinar. Karakteristik seperti komunikasi. 

Gelombang ultrasonik memiliki kemampuan yang besar dalam menembus cairan dan padatan, terutama pada padatan buram sinar matahari, yang dapat menembus kedalaman beberapa puluh meter. Gelombang ultrasonik yang mengenai suatu pengotor atau antarmuka akan menghasilkan pantulan yang signifikan hingga membentuk pantulan menjadi gema, yang dapat menghasilkan efek doppler bila mengenai benda bergerak. Oleh karena itu, pengujian ultrasonik banyak digunakan di bidang industri, pertahanan nasional, biomedis dan bidang lainnya. Ultrasonografi digunakan sebagai alat pendeteksi, dan gelombang ultrasonik serta gelombang ultrasonik harus dihasilkan. Alat yang menjalankan fungsi ini adalah sensor pengukuran jarak ultrasonik, yang biasa disebut transduser ultrasonik atau probe ultrasonik. Indikator kinerja sensor jarak ultrasonik, inti dari probe ultrasonik adalah film piezoelektrik dalam jaket plastik atau jaket logamnya. Bahan penyusun wafer bermacam-macam. Ukuran wafer, seperti diameter dan ketebalannya, berbeda-beda, sehingga kinerja setiap probe berbeda-beda. Kita harus mengetahui kinerjanya sebelum menggunakannya. Indikator kinerja utama sensor ultrasonik meliputi aspek-aspek berikut.

2. Suhu kerja.
Karena titik curie bahan piezoelektrik umumnya tinggi, khususnya probe ultrasonik diagnostik menggunakan daya yang lebih kecil, sehingga suhu pengoperasian lebih rendah dan dapat bekerja dalam waktu lama tanpa menyebabkan kegagalan. Probe USG medis relatif panas dan memerlukan peralatan pendingin terpisah.

Hal ini terutama bergantung pada pembuatan wafer itu sendiri. Koefisien kopling elektromekanisnya besar, sensitivitasnya tinggi, dan sensitivitasnya rendah. Cara kerja struktur sensor jarak ultrasonik tegangan yang diterapkan pada keramik piezoelektrik akan menimbulkan deformasi mekanis seiring dengan perubahan tegangan dan frekuensi. Di sisi lain, muatan listrik dihasilkan ketika keramik piezoelektrik digetarkan. Dengan prinsip ini, ketika vibrator terdiri dari dua keramik piezoelektrik atau sepotong keramik piezoelektrik dan sepotong logam disebut elemen bimorf, sinyal ultrasonik dipancarkan karena getaran lentur ketika sinyal listrik diterapkan. Sebaliknya, ketika sensor ultrasonik untuk mengukur jarak diterapkan pada elemen bimorf, sinyal listrik dihasilkan. Berdasarkan efek diatas, keramik piezoelektrik dapat digunakan sebagai sensor ultrasonik. Seperti sensor ultrasonik, vibrator komposit dipasang secara fleksibel pada alasnya. 

vibrator komposit adalah kombinasi dari resonator dan vibrator bimorf terdiri dari logam dan keramik piezoelektrik. Resonator berbentuk tanduk untuk secara efektif memancarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh getaran dan untuk secara efektif memusatkan gelombang ultrasonik di bagian tengah vibrator. Sensor ultrasonik harus memiliki penyegelan yang baik untuk mencegah masuknya embun, hujan dan debu di luar ruangan. Keramik piezoelektrik dipasang di bagian dalam bagian atas kotak logam. Basis dipasang pada ujung terbuka casing dan ditutup dengan resin. Untuk lembar data sensor jarak ultrasonik, yang digunakan pada robot industri, diperlukan akurasi 1 mm dan diperlukan radiasi ultrasonik yang kuat. Dengan getaran lentur vibrator elemen bimorf konvensional, tidak mungkin mencapai hal ini pada frekuensi lebih tinggi dari 75 kHz. Oleh karena itu, keramik piezoelektrik dengan mode getaran ketebalan vertikal harus digunakan dalam deteksi frekuensi tinggi. Dalam hal ini, kesesuaian impedansi akustik keramik piezoelektrik dengan udara menjadi penting. Impedansi akustik keramik piezoelektrik adalah 2,6 x 107 kg/m2s dan impedansi akustik udara adalah 4,3 x 102 kg/m2s. Perbedaan tersebut dapat mengakibatkan hilangnya radiasi getar yang besar pada permukaan keramik piezoelektrik. Bahan khusus melekat pada keramik piezoelektrik sebagai lapisan pencocokan akustik untuk menyesuaikan impedansi akustik udara. Struktur ini memungkinkan sensor ultrasonik tetap beroperasi normal pada frekuensi hingga 100 kHz.