超音波センサーの応用

の核心 水中音響トランスデューサは 、その外装に圧電ウエハを入れたものであり、ウエハを構成する材料には多くの種類があります。直径や厚さなどのウェーハのサイズが異なるため、各プローブの性能が異なるため、使用前にその性能を把握する必要があります。

超音波センサーの主な性能指標は次のとおりです。

(1) 動作周波数。動作周波数は圧電ウェーハの共振周波数です。印加される交流電圧の周波数がウェーハの共振周波数と等しい場合、エネルギー出力は最大となり、感度も最大になります。

(2) 使用温度。圧電材料のキュリー点は一般に高いため、特に 深度測深探知機 は超音波センサーの出力が小さく、動作温度も比較的低く、長時間の作業でも故障なく作業が可能です。

(3) 感度。主にウェーハ自体の製造に依存しており、電気機械結合係数が大きく感度が高い。

超音波センサー応用

の 超音波圧電トランスデューサは 、超音波エコー測位原理を採用し、時間差測定技術を使用してセンサーとターゲット間の距離を検出し、正確な測定、非接触、防水性、耐腐食性、低コストなどを備えた小角度および小さな死角超音波センサーを採用しています。利点は、主に液面、レベル、レベル検出などに適用されます。超音波センサーの基本原理は、システムが送信センサーから超音波パルスを送信することです。物体は反射して受信センサーに戻り、その放射から超音波パルスが検出されます。受信に要した時間と媒質中の音速からセンサーから測定対象物までの距離を求め、位置を求めることができます。超音波の伝播速度に対する周囲温度の影響を考慮し、温度補償法により伝播速度を補正し、測定精度を向上させます。

流量計用のトランスデューサは、伝播速度の変化、波の速度の変化、ドップラー効果、流れのリスニングなど、さまざまな方法で測定されます。しかし、現在広く使われているのは超音波伝播時間差法が主流です。
超音波が流体中を伝播するとき、静止流体と流動流体では伝播速度が異なります。この機能により、流体の速度を決定でき、パイプラインの流体の断面積に応じて流体の流量を知ることができます。

超音波流量計トランスデューサは、流体の流れを妨げない特性を持っています。測定できる流体の種類は数多くあります。超音波が伝わる流体であれば、非導電性流体、高粘度流体、スラリー流体であっても測定可能です。超音波流量計は、水道水、工業用水、農業用水などの計測に使用できます。下水道、農業用水路、河川などの流量測定にも適しています。

ドップラー法は、音響ドップラー原理を利用し、不均一な流体中に散乱する散乱体の超音波ドップラーを測定することで流体の流量を求める手法であり、浮遊粒子や気泡を含む流体の流量計測に適しています。相関法では、関連技術を使用して流量を測定します。この方法の測定精度は原理的に流体の音速に依存せず、流体の温度や濃度とは無関係であるため、測定精度が高く、適用範囲が広い。しかし、相関器の価格は高価で、配線も複雑です。この欠点は、マイクロプロセッサが普及すれば克服できる。ノイズ法（聴音法）は、流体が配管内を流れる際に発生するノイズが流体の流速に関係することを利用し、ノイズを検出することで流量または流量値を検出する原理である。方法は簡単で、装置も安価ですが、精度は低いです。

超音波センサー検査
高周波の超音波は波長が短いため回折が起こりにくく、不純物や界面に当たると顕著な反射を起こします。優れた指向性を備えており、指向性を持たせて光線として伝播させることができます。液体および固体中での減衰が小さく、摩耗します。これらの特性により、超音波は非破壊検査のための重要なツールとなります。

(1) 浸透方式。浸透法とは、超音波をワークに浸透させた後のエネルギーの変化からワークの内部良否を判定する方法です。貫通法では、2 つの超音波センサー プローブをワークピースの反対側に配置し、1 つは超音波の送信用、もう 1 つは超音波の受信用に使用します。送信波は連続波でもパルス波でもよい。検出において、ワークに欠陥がない場合は受信エネルギーが大きく、メータ指示値も大きくなるが、ワークに欠陥がない場合には受信エネルギーが大きくなり、メータ指示値も大きくなる。ワークに欠陥がある場合、エネルギーの一部が反射され、受信エネルギーが小さくなり、メータ指示値が小さくなります。この変化により、ワークの内部欠陥を検出することができる。

(2) 反射探傷。反射探傷は、ワーク内での超音波の反射の違いによって欠陥を検出する方法です。以下は、検出原理を説明するための縦波一次パルス反射の例です。