Penunjuk Prestasi Penderia Jarak Ultrasonik

Penderia jarak ultrasonik boleh digunakan secara meluas dalam bidang berkaitan seperti paras, paras cecair, pemantauan, anti-perlanggaran robot, pelbagai suis jarak ultrasonik dan penggera anti-kecurian. Ia boleh dipercayai dalam operasi, mudah dipasang, kalis air, dengan sudut pelancaran yang kecil, sensitiviti dan kemudahan yang tinggi. Ia disambungkan kepada instrumen paparan industri dan juga menyediakan probe dengan sudut pelepasan yang besar. Prinsip reka bentuk sensor jarak ultrasonik ialah sensor ultrasonik adalah sensor yang dibangunkan dengan menggunakan ciri-ciri gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik ialah sejenis gelombang mekanikal dengan frekuensi getaran yang lebih tinggi daripada gelombang bunyi. Ia dihasilkan oleh getaran wafer transduser di bawah pengujaan voltan. Ia mempunyai frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, fenomena pembelauan kecil, terutamanya kearah yang baik boleh berorientasikan sinar. Ciri-ciri seperti komunikasi. 

Gelombang ultrasonik mempunyai keupayaan yang hebat untuk menembusi cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal legap cahaya matahari, yang boleh menembusi kedalaman beberapa puluh meter. Apabila gelombang ultrasonik mengenai kekotoran atau antara muka, ia akan menghasilkan pantulan yang ketara untuk membentuk pantulan menjadi gema, yang boleh menghasilkan kesan doppler apabila ia mengenai objek bergerak. Oleh itu, ujian ultrasonik digunakan secara meluas dalam bidang perindustrian, pertahanan negara, bioperubatan dan lain-lain. Ultrasound digunakan sebagai cara pengesanan, dan gelombang ultrasonik dan gelombang ultrasonik mesti dihasilkan. Peranti yang melaksanakan fungsi ini ialah sensor pengukuran jarak ultrasonik, yang lazimnya dipanggil transduser ultrasonik atau probe ultrasonik. Penunjuk prestasi sensor jarak ultrasonik, teras probe ultrasonik ialah filem piezoelektrik dalam jaket plastik atau jaket logamnya. Terdapat pelbagai jenis bahan yang membentuk wafer. Saiz wafer, seperti diameter dan ketebalan, ia berbeza, jadi prestasi setiap kuar adalah berbeza. Kita mesti tahu prestasinya sebelum menggunakannya. Penunjuk prestasi utama penderia ultrasonik termasuk aspek berikut.

2. Suhu kerja.
Oleh kerana titik curie bahan piezoelektrik secara amnya tinggi, khususnya, probe ultrasonik diagnostik menggunakan kurang kuasa, jadi suhu operasi lebih rendah dan boleh berfungsi untuk masa yang lama tanpa menyebabkan kegagalan. Probe ultrasound perubatan agak panas dan memerlukan peralatan penyejukan berasingan.

Ia bergantung terutamanya pada pembuatan wafer itu sendiri. Pekali gandingan elektromekanikal adalah besar, kepekaan tinggi, dan kepekaan rendah. Kerja struktur sensor jarak ultrasonik voltan digunakan pada seramik piezoelektrik, yang akan menyebabkan ubah bentuk mekanikal dengan perubahan dalam voltan dan kekerapan. Sebaliknya, cas elektrik terhasil apabila seramik piezoelektrik digetarkan. Dengan prinsip ini, apabila penggetar terdiri daripada dua seramik piezoelektrik atau sekeping seramik piezoelektrik dan sekeping logam dipanggil elemen bimorph, isyarat ultrasonik dipancarkan kerana getaran lentur apabila isyarat elektrik digunakan. Sebaliknya, apabila sensor ultrasonik untuk mengukur jarak digunakan pada elemen bimorph, isyarat elektrik dihasilkan. Berdasarkan kesan di atas, seramik piezoelektrik boleh digunakan sebagai sensor ultrasonik. Seperti penderia ultrasonik, penggetar komposit dipasang secara fleksibel pada pangkalan. 

Penggetar komposit ialah gabungan resonator dan penggetar bimorph yang terdiri daripada logam dan seramik piezoelektrik. Resonator berbentuk tanduk untuk memancarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan secara berkesan melalui getaran dan untuk menumpukan gelombang ultrasonik secara berkesan di bahagian tengah penggetar. Penderia ultrasonik mesti mempunyai pengedap yang baik untuk mengelakkan kemasukan embun, hujan dan habuk di luar rumah. Seramik piezoelektrik dipasang pada bahagian dalam bahagian atas bekas logam. Pangkalan dipasang pada hujung terbuka bekas dan ditutup dengan resin. Untuk lembaran data sensor jarak ultrasonik, yang digunakan dalam robot industri, ketepatan diperlukan 1 mm dan sinaran ultrasonik yang kuat diperlukan. Dengan getaran lentur penggetar elemen bimorph konvensional, adalah mustahil untuk mencapai ini pada frekuensi yang lebih tinggi daripada 75 kHz. Oleh itu, seramik piezoelektrik mod getaran ketebalan menegak mesti digunakan dalam pengesanan frekuensi tinggi. Dalam kes ini, pemadanan impedans akustik seramik piezoelektrik dengan udara menjadi penting. Impedans akustik seramik piezoelektrik ialah 2.6 x 107 kg/m2s dan galangan akustik udara ialah 4.3 x 102 kg/m2s. Perbezaannya boleh mengakibatkan kehilangan besar pada permukaan sinaran getaran seramik piezoelektrik. Bahan khas melekat pada seramik piezoelektrik sebagai lapisan padanan akustik untuk memadankan impedans akustik udara. Struktur ini membolehkan sensor ultrasonik masih beroperasi secara normal pada frekuensi sehingga 100 kHz.