Indicatori di prestazione Sensore di distanza ad ultrasuoni

Il sensore di distanza a ultrasuoni può essere ampiamente utilizzato in campi correlati come livello, livello di liquidi, monitoraggio, anticollisione robot, vari interruttori di prossimità a ultrasuoni e allarmi antifurto. È affidabile nel funzionamento, facile da installare, impermeabile, con angolo di lancio ridotto, elevata sensibilità e praticità. Si collega ad uno strumento industriale di visualizzazione e fornisce anche una sonda con ampio angolo di emissione. Il principio di progettazione del sensore di distanza a ultrasuoni è che il sensore a ultrasuoni è un sensore sviluppato utilizzando le caratteristiche delle onde ultrasoniche. L'onda ultrasonica è un tipo di onda meccanica con una frequenza di vibrazione superiore a quella delle onde sonore. È generato dalla vibrazione del wafer del trasduttore sotto l'eccitazione della tensione. Ha alta frequenza, lunghezza d'onda corta, piccolo fenomeno di diffrazione, soprattutto una buona direttività può essere orientata ai raggi. Caratteristiche come la comunicazione. 

Le onde ultrasoniche hanno una grande capacità di penetrare nei liquidi e nei solidi, soprattutto nei solidi opachi alla luce del sole, che possono penetrare a profondità di diverse decine di metri. Quando un'onda ultrasonica colpisce un'impurità o un'interfaccia, produrrà una riflessione significativa per formare un riflesso in un'eco, che può produrre un effetto doppler quando colpisce un oggetto in movimento. Pertanto, i test ad ultrasuoni sono ampiamente utilizzati nei settori industriale, della difesa nazionale, biomedico e altri. Gli ultrasuoni vengono utilizzati come mezzo di rilevamento e devono essere generate onde ultrasoniche e onde ultrasoniche. Il dispositivo che svolge questa funzione è un sensore di misurazione della distanza ad ultrasuoni, comunemente chiamato trasduttore ad ultrasuoni o sonda ad ultrasuoni. Indicatori di prestazione del sensore di distanza ad ultrasuoni, il nucleo della sonda ad ultrasuoni è un film piezoelettrico nella sua guaina di plastica o metallica. Esistono molti tipi di materiali che costituiscono il wafer. La dimensione del wafer, come diametro e spessore, è diversa, quindi le prestazioni di ciascuna sonda sono diverse. Dobbiamo conoscere le sue prestazioni prima dell'uso. I principali indicatori di prestazione dei sensori a ultrasuoni includono i seguenti aspetti.

2. Temperatura di lavoro.
Poiché il punto di curie del materiale piezoelettrico è generalmente elevato, in particolare, la sonda diagnostica a ultrasuoni utilizza meno energia, quindi la temperatura operativa è inferiore e può funzionare a lungo senza causare guasti. Le sonde ecografiche mediche sono relativamente calde e richiedono apparecchiature di refrigerazione separate.

Dipende principalmente dalla produzione del wafer stesso. Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico è elevato, la sensibilità è elevata e la sensibilità è bassa. Il funzionamento della struttura di tensione del sensore di distanza a ultrasuoni viene applicato alla ceramica piezoelettrica, che causerà una deformazione meccanica con i cambiamenti di tensione e frequenza. D'altro canto, quando la ceramica piezoelettrica viene fatta vibrare viene generata una carica elettrica. Con questo principio, quando un vibratore è composto da due ceramiche piezoelettriche o da un pezzo di ceramica piezoelettrica e un pezzo di metallo è chiamato elemento bimorfo, viene emesso un segnale ultrasonico a causa della vibrazione di flessione quando viene applicato un segnale elettrico. Al contrario, quando all'elemento bimorfo viene applicato un sensore ultrasonico per misurare la distanza, viene generato un segnale elettrico. Sulla base degli effetti di cui sopra, la ceramica piezoelettrica può essere utilizzata come sensore a ultrasuoni. Come un sensore a ultrasuoni, un vibratore composito è fissato in modo flessibile alla base. 

Il vibratore composito è una combinazione di un risonatore e di un vibratore bimorfo composto da un metallo e una ceramica piezoelettrica. Il risonatore è a forma di corno per irradiare efficacemente le onde ultrasoniche generate dalla vibrazione e per concentrare efficacemente le onde ultrasoniche nella porzione centrale del vibratore. I sensori a ultrasuoni devono avere una buona tenuta per impedire l'ingresso di rugiada, pioggia e polvere all'esterno. La ceramica piezoelettrica è fissata sul lato interno della parte superiore della custodia metallica. La base è fissata all'estremità aperta della custodia e ricoperta con una resina. Per la scheda tecnica del sensore di distanza a ultrasuoni, utilizzato nei robot industriali, la precisione deve essere di 1 mm ed è richiesta una forte radiazione ultrasonica. Con la vibrazione flettente di un vibratore a elemento bimorfo convenzionale, è impossibile ottenere questo risultato ad una frequenza superiore a 75 kHz. Pertanto, nel rilevamento dell'alta frequenza è necessario utilizzare ceramica piezoelettrica con modalità di vibrazione a spessore verticale. In questo caso diventa importante l'adattamento dell'impedenza acustica della ceramica piezoelettrica con l'aria. L'impedenza acustica della ceramica piezoelettrica è 2,6 x 107 kg/m2s e l'impedenza acustica dell'aria è 4,3 x 102 kg/m2s. La differenza può comportare una grande perdita sulla superficie della radiazione vibrante della ceramica piezoelettrica. Un materiale speciale aderisce alla ceramica piezoelettrica come strato di adattamento acustico per adattarsi all'impedenza acustica dell'aria. Questa struttura consente al sensore a ultrasuoni di funzionare normalmente a frequenze fino a 100 kHz.