Apa itu sensor transduser ultrasonik?

Dengan semakin berkembangnya teknologi informasi di sektor kimia, minyak bumi dan tenaga air, sensor transduser ultrasonik banyak digunakan dalam pengukuran level minyak, level air dan level cairan lainnya. Dengan memanfaatkan karakteristik ultrasonik, kita mengetahui bahwa ultrasonik juga dapat dibuat menjadi transduser jangkauan ultrasonik. Hari ini izinkan saya menjelaskan sensor ultrasonik dan penerapannya lebih lanjut.

Pengenalan sensor ultrasonik

Sensor ultrasonik dikembangkan dengan menggunakan karakteristik USG. Ultrasonik merupakan gelombang mekanik dengan frekuensi getaran lebih tinggi dibandingkan gelombang suara (20kHz). 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, yang dapat menjadi perambatan sinar dan arah. Gelombang ultrasonik memiliki kemampuan yang besar dalam menembus cairan dan padatan, terutama pada padatan yang buram terhadap sinar matahari. Bisa menembus hingga kedalaman puluhan meter. Gelombang ultrasonik yang mengenai pengotor atau antarmuka akan menghasilkan pantulan yang signifikan hingga membentuk gema, dan dapat menghasilkan efek doppler bila mengenai benda bergerak. Oleh karena itu, pengujian ultrasonik banyak digunakan dalam industri, pertahanan nasional, biomedis, dll.

Komponen sensor ultrasonik

Itu transduser tingkat ultrasonik terutama terdiri dari wafer piezoelektrik, yang dapat mengirim dan menerima gelombang ultrasonik. Probe ultrasonik berdaya rendah sebagian besar digunakan untuk deteksi. Ia memiliki banyak struktur berbeda, yang dapat dibagi menjadi probe lurus (gelombang longitudinal), probe miring (gelombang transversal), probe gelombang permukaan (gelombang permukaan), probe gelombang Lamb (gelombang Lamb), probe ganda (satu refleksi probe, satu penerimaan probe) Tunggu.

Prinsip kerja sensor ultrasonik

Ketika tegangan diterapkan pada keramik piezoelektrik, deformasi mekanis akan terjadi seiring dengan perubahan tegangan dan frekuensi. Sebaliknya, ketika keramik piezoelektrik digetarkan, timbul muatan listrik. Dengan menggunakan prinsip ini, ketika sinyal listrik diterapkan pada vibrator yang terdiri dari dua keramik piezoelektrik atau keramik piezoelektrik dan lembaran logam, yang disebut elemen bimorf piezoelektrik, gelombang ultrasonik akan dipancarkan akibat getaran lentur. Sebaliknya, ketika getaran ultrasonik diterapkan pada elemen bimorf piezoelektrik, 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 merupakan kombinasi resonator dan vibrator elemen bimorf piezoelektrik yang terdiri dari lembaran logam dan lembaran keramik piezoelektrik. Resonatornya berbentuk tanduk, dan tujuannya adalah untuk secara efektif memancarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh getaran dan untuk secara efektif memusatkan gelombang ultrasonik di tengah vibrator.

Sensor ultrasonik untuk penggunaan di luar ruangan harus memiliki sifat penyegelan yang baik untuk mencegah masuknya embun, hujan, dan debu. Keramik piezoelektrik dipasang di bagian atas kotak logam. Alasnya dipasang pada ujung terbuka kotak dan ditutup dengan resin. Untuk pengukuran jarak transduser ultrasonik yang digunakan pada robot industri, diperlukan akurasi 1 mm dan radiasi ultrasonik yang kuat.