Prinsip transduser ultrasonik

1 Pendahuluan

Dengan berkembangnya teknologi baru seperti otomatisasi, jumlah transduser ultrasonik semakin meningkat, dan semua instrumen dan peralatan modern tidak dapat dipisahkan dari sensor dalam produksi industri, terutama dalam proses produksi, berbagai transduser digunakan untuk memantau dan mengontrol berbagai parameter proses produksi, seperti suhu, tekanan, aliran, dll, agar peralatan bekerja dengan baik dan produk memiliki kualitas terbaik. Pada pertengahan abad ke-20, ditemukan bahwa kristal transduser dari media tertentu (seperti kristal kuarsa, kristal natrium kalium tartrat, kristal PZT, dll.) dapat menghasilkan gelombang ultrasonik berkekuatan lebih tinggi di bawah aksi tegangan tinggi dan pulsa sempit. Berbeda dengan gelombang suara yang dapat didengar, gelombang ini dapat digunakan untuk pengelasan sirkuit terpadu dan pembersihan bagian dalam tabung gambar. Dalam hal deteksi, transduser untuk kedalaman memiliki karakteristik refraksi dan refleksi yang mirip dengan gelombang cahaya, dan dapat digunakan detektor nano ultrasonik. itu mendeteksi bangkai kapal dasar laut dan kapal selam musuh. USG telah merambah ke banyak bidang kehidupan kita sekarang, seperti USG B, remote control, pengujian non-destruktif anti maling, dan sebagainya.

2. Konsep USG

Orang dapat mendengar bahwa suara dihasilkan oleh getaran suatu benda. Frekuensinya berada pada kisaran 20Hz-20kHz yang disebut gelombang suara terdengar. Getaran mekanis yang berada di bawah 20 Hz tidak terdengar oleh telinga manusia, disebut gelombang infrasonik; getaran mekanis di atas 20 kHz disebut gelombang ultrasonik, dan biasa digunakan untuk ultrasonik, frekuensi transduser echo-sounder ultrasonik berkisar dari puluhan kHz hingga puluhan MHz. Gelombang ultrasonik adalah osilasi mekanis pada media elastis. Ada dua bentuk: osilasi lateral (gelombang transversal) dan osilasi memanjang (gelombang longitudinal). Aplikasi yang digunakan dalam industri seringkali menggunakan osilasi longitudinal. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam gas, cairan, dan padatan, tetapi dengan kecepatan rambat yang berbeda. Selain itu juga terdapat fenomena refraksi dan refleksi yang meluruh selama perambatan. Frekuensi gelombang ultrasonik yang merambat di udara relatif rendah, umumnya puluhan kHz, namun redamannya lebih cepat; frekuensi rambat pada benda padat dan cair lebih tinggi, tetapi redamannya lebih kecil dan rambatnya lebih jauh.

3. Fitur USG

Keterarahan dari pemasangan transduser ultrasonik bagus, tidak mudah menyimpang, dan energinya terkonsentrasi. Oleh karena itu, daya penetrasinya besar, dan kehilangan energinya kecil setelah menembus pelat baja setebal beberapa meter. Gelombang ultrasonik dapat menghasilkan pantulan dan pembiasan yang signifikan ketika bertemu dengan antarmuka antara dua media. Fenomena ini mirip dengan gelombang cahaya. Frekuensi yang lebih tinggi adalah ultrasonik transduser untuk flowmeter , semakin baik directivity medan suara, dan semakin dekat karakteristik refleksi dan pembiasan gelombang cahaya. Dengan menggunakan karakteristik gelombang ultrasonik, berbagai sensor ultrasonik dapat digunakan, dan rangkaian yang berbeda dapat digunakan untuk membuat berbagai alat dan perangkat pengukuran ultrasonik, dan banyak digunakan dalam peralatan komunikasi bawah air, medis, dan rumah tangga.

4. Prinsip sensor ultrasonik

Sensor ultrasonik merupakan sensor yang dikembangkan dengan memanfaatkan karakteristik gelombang ultrasonik, dan terdiri dari sensor pemancar, sensor penerima, bagian kendali, dan bagian catu daya. Sensor pemancar terdiri dari pemancar dan transduser vibrator keramik piezo dengan diameter sekitar 15 mm. Fungsi dari transduser flowmeter ultrasonik adalah mengubah energi getaran listrik dari vibrator keramik menjadi energi super dan memancar ke udara; sensor penerima adalah transduser vibrator keramik piezo. Ini terdiri dari sirkuit penguat, penerima Sensor ultrasonik 2MHz berfungsi untuk menghasilkan getaran mekanis, mengubahnya menjadi energi listrik, dan bertindak sebagai keluaran penerima sensor untuk mendeteksi gelombang ultrasonik yang ditransmisikan. Dalam penggunaan sebenarnya, vibrator keramik piezo digunakan untuk sensor transmisi, yang juga dapat digunakan sebagai vibrator keramik pada sensor penerima. Bagian ini terutama mengontrol frekuensi pulsa, siklus kerja, modulasi dan penghitungan jarang, dan jarak deteksi yang dikirim oleh pemancar. catu daya sensor level oli ultrasonik dapat berupa DC12V ± 10% atau 24V ± 10%.