超音波センサーの構成部品と特性

ビュー: 1 著者: サイト編集者公開時間: 2018-09-19 起源: サイト

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超音波センサーは超音波の特性を利用して開発されたセンサーです。超音波は、音波よりも高い振動周波数を持つ機械波の一種です。これは、電圧の励起下でのトランスデューサウェーハの振動によって発生します。高周波、短波長、回折現象が少なく、特に指向性が良く、光線の配向が可能です。超音波は液体や固体、特に太陽光を通さない固体を透過する優れた能力を持っており、数十メートルの深さまで透過することができます。超音波が不純物や界面に当たると、大きな反射が発生してエコーが形成され、移動する物体に当たるとドップラー効果が発生する可能性があります。したがって、超音波検査は産業、国防、生物医学およびその他の分野で広く使用されています。超音波は検出手段として使用され、超音波と超音波を発生させる必要があります。この機能を実行するデバイスは、慣例的に超音波トランスデューサーまたは超音波プローブと呼ばれる超音波センサーです。

超音波センサーの構成部品と特性

成分

超音波距離センサー回路は主に圧電ウエハーで構成されており、超音波だけでなく超音波も放射できます。検出には小出力の超音波プローブが使用されます。さまざまな構成があり、直線プローブ (縦波)、斜めプローブ (横波)、表面波プローブ (表面波)、ラム波プローブ (ランプ波)、デュアルプローブ (1 つのプローブ反射、1 つのプローブ受信) に分けることができます。

パフォーマンス

超音波距離測定トランスデューサのコアは、プラスチックジャケットまたは金属ジャケット内の圧電ウェハです。ウェー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も異なるため、各プローブの性能も異なります。使用する前にその性能を知る必要があります。超音波センサーの主な性能指標には、次のような側面が含まれます。

1.動作周波数

動作周波数は、ピエゾセラミックウェハーの共振周波数です。両端に印加される交流電圧の周波数がウエハの共振周波数と等しい場合、エネルギー出力が最も大きく、感度も最も高くなる。動作温度は、圧電材料のキュリー点が一般的に高いため、特に診断用超音波プローブは消費電力が少ないため、動作温度が比較的低く、故障することなく長時間動作できます。医療用超音波プローブは比較的高温になるため、別の機器が必要です。

2. 感度

それは主にウェーハ自体の製造に依存します。電気機械結合係数が大きく感度が高いため、逆に感度は低いです。超音波距離測定センサーの主な用途は、生産現場のさまざまな側面に適用されており、医療用途はその最も重要な用途の 1 つです。超音波センシング技術の応用は医学に例証されます。超音波の医学への応用は主に病気の診断であり、臨床医学において不可欠な診断方法となっています。超音波診断の利点は、痛みがなく、被検体にダメージを与えない、方法が簡単、画像が鮮明、診断精度が高いことです。したがって、医療従事者や患者から促進され、歓迎されやすいです。超音波診断はさまざまな医学原理に基づいて行われますが、代表的な方法を見てみましょう。超音波の反射を利用した方法です。超音波が人間の組織内を伝播し、異なる音響インピーダンスを持つ 2 つの媒体インターフェースに遭遇すると、そのインターフェースで反射エコーが生成されます。反射面に遭遇すると、エコーがオシロスコープの画面に表示されます。また、2 つのインターフェース間のインピーダンスの差によってエコーの振幅も決まります。