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化学、石油、水力発電分野における情報技術のさらなる発展により、 超音波トランスデューサセンサーは 、油面、水面、その他の液体レベルの測定に広く使用されています。超音波の特性を利用して、超音波測距振動子にすることもできることがわかっています。今日は、超音波センサーとその応用についてさらに詳しく説明しましょう。
超音波センサーの導入
超音波センサーは超音波の特性を利用して開発されています。超音波は、音波（20kHz）よりも高い振動周波数を持つ機械波です。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、回折現象が小さく、特に指向性が良く、光線となり指向性伝播が可能です。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います。数十メートルの深さまで浸透する可能性があります。超音波が不純物や界面に当たると大きな反射が生じ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ことがあります。したがって、超音波検査は産業、国防、生物医学などで広く使用されています。
超音波センサーの構成部品
の 超音波レベルトランスデューサ は主に圧電ウエハで構成されており、超音波を送信および受信できます。低出力の超音波プローブは主に検出に使用されます。さまざまな構造があり、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（ラム波）、デュアルプローブ（1つのプローブの反射、1つのプローブの受信）に分けることができます。
超音波センサーの動作原理
圧電セラミックスに電圧を印加すると、電圧と周波数の変化に応じて機械的変形が生じます。一方、圧電セラミックスが振動すると電荷が発生します。この原理を利用して、圧電セラミックス2枚、または圧電セラミックスと金属板からなる振動子、いわゆる圧電バイモルフ素子に電気信号を加えると、屈曲振動により超音波が放射されます。逆に、圧電バイモルフ素子に超音波振動が加わると電気信号が発生します。以上の効果を利用して、圧電セラミックスは超音波センサーとして使用することができます。超音波センサーと同様に、複合振動子をベースに柔軟に固定します。複合振動子は、金属板と圧電セラミック板からなる圧電バイモルフ素子振動子と共振子とを組み合わせたものである。共振器はホーンの形状をしており、振動により発生した超音波を効果的に放射し、振動子の中心に超音波を効果的に集中させることを目的としています。
屋外で使用する超音波センサには、結露、雨、塵埃の侵入を防ぐため、良好な密閉性が求められます。圧電セラミックスは金属ボックスの上部内に固定されています。ベースはボックスの開口端に固定され、樹脂で覆われています。のために 産業用ロボットに使用される超音波振動子による距離測定には 、1mmの精度と強い超音波放射が求められます。
