Trend Pembangunan Penderia Ultrasonik dan Peranan Transduser Ultrasonik

Trend pembangunan transduser ultrasonik

Seperti namanya, penderia ultrasonik menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengukur jarak. Siasatan daripada transduser julat ultrasonik  memancarkan gelombang ultrasonik, dan kemudian menerima gema yang dipantulkan daripada objek sasaran untuk mengira jarak ke sasaran dengan mengira perbezaan masa antara gelombang yang dipancarkan dan gema yang dipantulkan. Penderia ultrasonik ialah sejenis penderia dengan kebolehgunaan yang kuat dan julat aplikasi yang luas. Ia pada asasnya ialah peranti yang digunakan untuk mengira dan mengukur jarak, dan biasanya digunakan dalam industri penjagaan kesihatan, automotif dan makanan, serta industri lain yang menggunakan teknologi ini.

Nilai sebenar penderia ultrasonik terletak pada keupayaan pengesanan yang mengagumkan. Mereka boleh mengesan objek lutsinar, termasuk gema yang dipantulkan daripada permukaan kaca dan cecair. Gelombang ultrasonik juga boleh menahan zarah kabus, habuk dan kotoran, dan boleh mengesan objek dengan bentuk kompleks secara stabil, seperti dulang grid, mata air, dsb.

 

Mengikut trend pembangunan pasaran semasa, penderia transduser aliran ultrasonik telah meletup dengan potensi luar biasa untuk inovasi dalam empat bidang utama pengukuran aliran, pengurusan sisa, penyelenggaraan boleh diramal dan pengesanan pemanduan autonomi. Editor Gongminwang berikut akan meneroka dan menyelidik empat aplikasi inovatif penderia ultrasonik.

 

1. Pengukuran aliran ultrasonik

Penambahbaikan dalam teknologi sensor ultrasonik telah menjadikannya lebih tepat dan lebih murah, mengurangkan saiznya sambil meningkatkan kebolehgunaannya. Dengan penambahbaikan ini, ia akan menjadi teknologi pengukuran aliran yang berkesan, terutamanya untuk syarikat utiliti. Faedah meter air, meter gas dan meter haba adalah jelas.

Sebagai contoh, pengilang boleh menggantikan meter aliran mekanikal asal dengan sensor ultrasonik. Kelebihan yang menarik daripada penderia gas ultrasonik ialah ia sangat tepat dan tidak mempunyai bahagian mekanikal yang bergerak. Walaupun begitu, pengeluar juga mesti memahami reka bentuk saluran paip dan lokasi pemasangan sensor untuk menikmati sepenuhnya faedah teknologi.

 

2. Meningkatkan pengurusan sisa

Salah satu daripada banyak aplikasi penderia ultrasonik ialah keupayaan untuk menentukan jumlah bahan yang tinggal dalam silo. Penderia ultrasonik ini mencapai fungsi pengukuran dengan memancarkan pancaran bunyi ke permukaan bahan di dalam bekas, dan kemudian menerima pantulan pancaran bunyi. Walaupun terdapat habuk, ia tidak menjejaskan ketepatan pengiraan. Dengan cara ini, sensor ultrasonik boleh memainkan peranan aktif dalam pengurusan sisa. Untuk pengurusan kuantiti baki bahan dalam silo, perlombongan industri mengesyorkan sensor ultrasonik tahap silo, iaitu sensor ultrasonik kos rendah yang boleh mengukur dari jauh (sehingga 7.65 meter). Ia bukan sahaja mempunyai fungsi penentukuran masa nyata, tetapi juga keuntungan berubah secara berterusan untuk sasaran pada jarak yang berbeza untuk mendapatkan data yang lebih tepat. Voltan bekalan kuasa yang luas: 3.3V~5.5V, penggunaan kuasa yang rendah juga menjadikannya sesuai untuk sistem berkuasa bateri. Dalam siri produk yang sama dengan prestasi yang sama seperti MB1210, terdapat sensor ultrasonik yang boleh mengukur jarak yang lebih jauh iaitu 10.68 meter. Untuk pengukuran tahap silo dalam persekitaran dalaman, siri produk ini merupakan penyelesaian yang sangat baik.

Sebaliknya, bagi pengurusan sisa perbandaran, dengan meletakkan sensor ultrasonik secara strategik di dalam tong sampah, syarikat perbandaran boleh menambah baik proses pengumpulan sisa dan mengurangkan operasi yang tidak cekap. Penderia ultrasonik ini juga boleh menghalang kebocoran atau kemalangan dan kecederaan lain. Untuk mengesyorkan sensor tong sampah ultrasonik kecil untuk pembinaan urbanisasi, sensor ultrasonik ini ialah sensor anti cuaca untuk mengukur tahap tong sampah. Ia direka untuk penyepaduan mudah projek atau produk anda. Ia adalah modul ringan terkecil di pasaran. Ia boleh memberikan jarak pengesanan 20cm hingga 3.5m, ketepatan 1cm, arus purata 3.4mA yang diperlukan semasa operasi, lebar nadi, keluaran voltan analog dan keluaran bersiri RS232. Dan ia juga mempunyai perlindungan IP67, pilihan rintangan kimia -F pilihan. Pada masa yang sama, ia mempunyai ciri-ciri kuasa bunyi keluaran tinggi dan keuntungan berubah-ubah berterusan, penentukuran automatik latar belakang masa nyata, analisis ciri bentuk gelombang masa nyata, algoritma penindasan hingar, dan lain-lain, dan boleh mencapai bacaan jarak bebas hingar dengan berkesan.

Mengikut trajektori pembangunan semasa teknologi transduser ultrasonik piezoelektrik , ia boleh digunakan secara meluas dalam pengurusan sisa dalam sepuluh tahun akan datang. Memandangkan harga sensor terus menurun, populariti mereka akan terus meningkat. Penderia ini juga menjadikan fungsi perkhidmatan perbandaran lebih mudah dan cekap.

3. Penyelenggaraan ramalan yang boleh dipercayai

Penderia ultrasonik mempunyai nilai aplikasi tertentu dalam pemantauan keadaan dan penyelenggaraan ramalan. Mereka boleh meminimumkan masa henti pengeluaran, meningkatkan keupayaan menyelesaikan masalah, dan meningkatkan kawalan kualiti dan keselamatan. Jabatan Tenaga (JAS) malah mengesyorkan teknologi ultrasonik sebagai salah satu penyelesaian utama untuk pengesanan kebocoran. Pasukan penilaian pihak ketiga menjalankan tinjauan tentang potensi nilai teknologi ultrasonik di lebih daripada 500 cawangan dalam organisasi. Mereka mendapati terdapat lebih daripada 100 aplikasi di setiap cawangan, termasuk dandang, pemampat, penukar haba, perangkap stim, injap dan komponen lain. Faedah ekonomi sangat besar. Dengan memasang teknologi ultrasonik, agensi itu akan menjimatkan kira-kira $3.7 juta setiap tahun. Mengambil kira arah aliran pasaran, lebih banyak pengeluar akan menggunakan penderia ultrasonik untuk penyelenggaraan ramalan, menilai dan menyelesaikan masalah yang lebih kecil sebelum menaik taraf.

Keempat, meningkatkan keselamatan kenderaan autonomi

Apabila kenderaan autonomi bertambah baik dari tahun ke tahun, pelbagai penderia ultrasonik digunakan untuk membantu navigasi kenderaan autonomi dan operasi asas. Penderia ultrasonik juga digunakan dalam kenderaan tradisional untuk membantu pemantauan titik buta dan tempat letak kenderaan automatik. Di antara transduser ultrasonik ini, teknologi ultrasonik telah disepadukan dengan sistem pemanduan autonomi. Sebagai contoh, kenderaan pandu sendiri adalah salah satu kes utama aplikasi sensor ultrasonik. Penderia ultrasonik mereka boleh mengesan jarak sekitar hampir 500 meter untuk memastikan keselamatan penumpang dalam perjalanan. Dengan tahap kesedaran ini, kereta Tesla boleh mengurangkan risiko dengan berkesan dan mengelakkan kemalangan. Penderia ultrasonik Penderia pengesanan badan manusia ialah penderia jarak dengan output isyarat penggera tahap tinggi dan rendah. Transduser julat ultrasonik yang boleh diukur boleh mencapai 213cm. Ia sesuai untuk pengesanan pejalan kaki, pengesanan tempat letak kereta, dll. Apabila pejalan kaki memasuki julat pengesanan, MB1004 akan mengeluarkan isyarat penggera dari aras rendah ke aras tinggi. Pada masa yang sama, ia juga mempunyai fungsi mengeluarkan jarak tertentu sasaran, dan mengeluarkan data jarak melalui RS232. MB1004 ialah sensor ultrasonik kos yang sangat rendah untuk pengesanan manusia. Mereka akan membantu menjadikan peralihan kepada kereta pandu sendiri lebih mudah dan mengurangkan kebimbangan tentang masalah pengesanan yang berpotensi. Memandangkan keberkesanan penderia ultrasonik terus dimainkan, teknologi ini akan terbukti amat diperlukan pada masa hadapan.

Peranan sensor ultrasonik

Sejak penciptaan Transduser ultrasonik 200Khz , ia telah digunakan secara meluas dalam bidang pertahanan negara, perubatan, industri dan kereta. Secara umumnya, penderia ultrasonik terutamanya menggunakan ciri-ciri penghantaran ultrasonik, pantulan dan pembiasan. Julat aplikasinya boleh dikatakan pelbagai. Bergantung pada aplikasinya, penderia ultrasonik kadangkala dipanggil penderia jarak, penderia aras cecair, penderia aliran, penderia pengesanan helaian tunggal dan dua, penderia pelaksanaan pesongan, penderia pengiraan ultrasonik, penderia kepekatan, penderia kekeruhan, penderia kandungan oksigen dan penderia suhu. Dengan menggunakan ciri pantulan gelombang ultrasonik dengan nama yang berbeza, sensor ultrasonik boleh mengesan keadaan dalaman bekas. Penderia ultrasonik boleh digunakan untuk mengesan objek lutsinar, cecair, sebarang bahan yang kasar, licin, disebabkan cahaya dan objek tidak teratur. Tetapi ia tidak sesuai untuk persekitaran luar, panas atau tangki tekanan dan objek buih.

Transduser aliran gas ultrasonik boleh digunakan dalam loji pemprosesan makanan untuk merealisasikan sistem kawalan gelung tertutup untuk pemeriksaan pembungkusan plastik. Dengan teknologi baharu, ia boleh mengesan dalam gelang lembap, seperti mesin basuh botol, persekitaran bunyi, dan persekitaran dengan perubahan suhu yang sangat drastik. Penderia ultrasonik boleh digunakan untuk mengesan paras cecair, mengesan objek dan bahan lutsinar, mengawal ketegangan dan mengukur jarak, terutamanya untuk pembungkusan, pembuatan botol, pengendalian bahan, pemeriksaan arang batu, pemprosesan plastik dan industri automotif. Penderia ultrasonik boleh digunakan untuk pemantauan proses untuk meningkatkan kualiti produk, mengesan kecacatan, menentukan kehadiran dan aspek lain. Aplikasi yang paling terkenal dalam bidang perubatan ialah B-ultrasound. Dari segi aplikasi klinikal, B-ultrasound boleh memaparkan dengan jelas pelbagai imej keratan rentas pelbagai organ dan organ sekeliling. Memandangkan imej kaya dengan kepejalan dan hampir dengan struktur anatomi sebenar, penggunaan transduser ultrasound boleh membuat diagnosis awal. Dari segi pengesanan paras cecair, sensor ultrasonik boleh mengesan paras cecair. Terdapat banyak aplikasi dalam bekalan air dan sistem perparitan.

Pengesan kecacatan ultrasonik digunakan terutamanya dalam pemeriksaan kualiti dalaman bahan kerja logam, seperti mengesan sama ada terdapat buih dalam logam, sama ada bahagian kimpalan mempunyai kecacatan seperti penembusan yang tidak lengkap, dan lain-lain. Ia boleh mengesan, mengesan, menilai dan mendiagnosis pelbagai kecacatan (retak, kemasukan, lipatan, liang, lepuh, dsb.) dengan mudah dan tepat dalam bahan kerja. Ia bukan sahaja digunakan secara meluas dalam pembuatan, metalurgi besi dan keluli, pemprosesan logam, industri kimia dan bidang lain yang memerlukan pengesanan kecacatan dan kawalan kualiti, tetapi juga digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, pengangkutan kereta api, dandang dan kapal tekanan dan bidang lain.

Penderia ultrasonik pada masa ini mempunyai banyak aplikasi dalam bidang elektronik automotif. Terdapat penderia ultrasonik dalam radar undur, sistem anti-perlanggaran, sistem bantuan parkir automatik dan sistem ADAS. Dalam radar undur, sensor ultrasonik adalah unik, manakala dalam sistem lain, sensor ultrasonik digunakan sebagai pilihan untuk melengkapkan beberapa fungsi tertentu bersama dengan radar gelombang milimeter, lidar, dll.