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1 はじめに
自動化などの新技術の発展により、 超音波トランスデューサーは 増加しており、工業生産、特に生産プロセスでは、現代の機器や装置はすべてセンサーと切り離すことができません。装置を最高の状態で動作させ、製品を最高の品質にするために、温度、圧力、流量などの生産プロセスのさまざまなパラメーターを監視および制御するためにさまざまなトランスデューサーが使用されます。 20世紀半ばに、特定の媒体のトランスデューサ結晶（水晶結晶、酒石酸ナトリウムカリウム結晶、PZT結晶など）が、高電圧と狭いパルスの作用下でより高出力の超音波を生成できることが発見されました。可聴音波とは異なり、集積回路の溶接や受像管内の清掃などに使用できます。検出に関して言えば、 深さ用のトランスデューサは 光波と同様の屈折と反射の特性を持ち、超音波ナノ検出器が使用できます。海底の難破船や敵の潜水艦を探知しています。超音波は現在、B 超音波、遠隔制御、盗難防止の非破壊検査など、私たちの生活のさまざまな分野に浸透しています。
2. 超音波の概念
人はその音が物体の振動によって発生しているのを聞くことができます。その周波数は20Hz〜20kHzの範囲にあり、可聴音波と呼ばれます。 20 Hz 未満の機械振動は超低周波と呼ばれ、人間の耳には聞こえません。 20 kHz を超える機械振動は超音波と呼ばれ、一般に超音波として使用されます。 超音波エコーサウンダトランスデューサ は数十 kHz から数十 MHz です。超音波は、弾性媒体内の機械的振動です。横方向の振動（横波）と縦方向の振動（縦波）の2つの形態があります。業界で使用されるアプリケーションでは、縦方向の振動が使用されることがよくあります。超音波は気体、液体、固体中を伝わりますが、伝播速度は異なります。さらに、伝播中に減衰する屈折と反射現象もあります。空気中を伝播する超音波の周波数は比較的低く、一般的には数十kHzですが、減衰はより速くなります。固体および液体内の伝播の周波数は高くなりますが、減衰は小さくなり、伝播はより遠くなります。
3. 超音波の特徴
の指向性 超音波トランスデューサーの取り付けは 良好で、発散しにくく、エネルギーが集中します。そのため、貫通力が大きく、数メートルの厚さの鋼板を貫通した後のエネルギー損失が小さくなります。超音波は、2 つの媒体間の界面に遭遇すると、重大な反射と屈折を引き起こす可能性があります。この現象は光波と似ています。周波数が高い方が超音波です 流量計用変換器ほど音場指向性が良く、光波の反射・屈折特性が近くなります。超音波の特性を利用して、さまざまな超音波センサーや回路を応用してさまざまな超音波測定器や装置が作られ、水中通信や医療、家電製品などに幅広く利用されています。
4. 超音波センサーの原理
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あり、送信センサー、受信センサー、制御部、電源部から構成される。送信機センサーは、送信機と直径約 15 mm の圧電セラミック振動子トランスデューサーで構成されます。の機能 超音波流量計トランスデューサ は、セラミック振動子の電気振動エネルギーを超エネルギーに変換し、空気中に放射します。受信センサーは圧電セラミック振動子トランスデューサーです。増幅回路、受信回路で構成されています。 2MHz超音波センサー は機械的振動を発生させ、それを電気エネルギーに変換し、送信された超音波を検出するセンサー受信機の出力として機能します。実際の使用では、送信センサーにピエゾセラミック振動子を使用しますが、受信センサーのセラミック振動子としても使用できます。この部品は主に、パルス周波数、デューティ サイクル、スパース変調とカウント、およびトランスミッタによって送信される検出距離を制御します。超音波オイルレベルセンサーの電源はDC12V±10%または24V±10%です。
