Prinsip kerja dan struktur sensor tahap cecair ultrasonik

Prinsip kerja  

Penderia ultrasonik ialah penderia yang dibangunkan menggunakan ciri-ciri gelombang ultrasonik. Transduser ultrasonik bawah air ialah gelombang mekanikal dengan frekuensi getaran yang lebih tinggi daripada gelombang bunyi. Ia dihasilkan oleh getaran cip transduser di bawah pengujaan voltan. Ia mempunyai frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, fenomena pembelauan kecil, terutamanya arah yang baik, dan boleh diarahkan ke sinar. Penyebaran dan ciri-ciri lain. Gelombang ultrasonik mempunyai keupayaan yang hebat untuk menembusi cecair dan pepejal, terutamanya dalam pepejal yang legap kepada cahaya matahari. Ia boleh menembusi kedalaman berpuluh-puluh meter. Apabila gelombang ultrasonik mencecah kekotoran atau antara muka,transduser ultrasonik piezoelektrik  akan menghasilkan pantulan yang ketara untuk membentuk gema, dan ia boleh menghasilkan kesan Doppler apabila ia mengenai objek yang bergerak. Oleh itu, ujian ultrasonik digunakan secara meluas dalam industri, pertahanan negara, bioperubatan dan aspek lain. Ultrasound digunakan sebagai kaedah pengesanan, dan ia adalah perlu untuk menjana dan menerima gelombang ultrasonik. Peranti yang melaksanakan fungsi ini ialah sensor ultrasonik, yang lazimnya dipanggil transduser ultrasonik, atau probe ultrasonik. 

Struktur dan komposisi  

pengukuran kedalaman transduser ultrasonik  terutamanya terdiri daripada wafer piezoelektrik, yang boleh menghantar dan menerima gelombang ultrasonik. Probe ultrasound berkuasa rendah kebanyakannya digunakan untuk pengesanan. Ia mempunyai banyak struktur yang berbeza, yang boleh dibahagikan kepada kuar lurus (gelombang membujur), kuar serong (gelombang melintang), kuar gelombang permukaan (gelombang permukaan), kuar gelombang kambing (gelombang lam), kuar berganda (satu refleksi kuar, satu penerimaan kuar) Tunggu. Teras sensor ultrasonik ialah cip piezoelektrik dalam jaket plastik atau logamnya. Terdapat pelbagai jenis bahan yang membentuk wafer. Saiz wafer, seperti diameter dan ketebalan juga berbeza, jadi prestasi setiap sensor adalah berbeza, kita mesti tahu prestasinya sebelum digunakan. 

Penunjuk prestasi utama penderia ultrasonik

(1) Kekerapan operasi. Kekerapan kerja ialah kekerapan resonans wafer piezoelektrik. Apabila kekerapan voltan AC yang digunakan pada dua hujungnya adalah sama dengan frekuensi resonans cip, tenaga keluaran adalah yang tertinggi dan kepekaan adalah yang tertinggi. 

(2) Suhu kerja. Kerana titik Curie bahan piezoelektrik secara amnya agak tinggi, terutamanya apabila probe ultrasonik yang digunakan untuk diagnosis menggunakan kuasa rendah, suhu kerja adalah agak rendah, dan ia boleh berfungsi untuk masa yang lama tanpa kegagalan. Penderia ultrasonik perubatan mempunyai suhu yang agak tinggi dan memerlukan peralatan penyejukan yang berasingan. 

(3) Sensitiviti. Terutamanya bergantung pada wafer pembuatan itu sendiri. Pekali gandingan elektromekanikal adalah besar dan sensitivitinya tinggi; sebaliknya, sensitiviti adalah rendah. 

Seperti penderia ultrasonik, penggetar komposit dipasang secara fleksibel pada pangkalan. Penggetar komposit ialah gabungan resonator dan penggetar elemen bimorph yang terdiri daripada kepingan logam dan kepingan seramik piezoelektrik. Resonator adalah dalam bentuk tanduk, dan tujuannya adalah untuk memancarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan dengan berkesan akibat getaran, dan untuk menumpukan gelombang ultrasonik secara berkesan di tengah-tengah penggetar. 

Penderia ultrasonik untuk kegunaan luar mesti mempunyai sifat pengedap yang baik untuk mengelakkan pencerobohan embun, hujan dan habuk. Seramik piezoelektrik dipasang pada bahagian dalam bahagian atas kotak logam. Pangkalan dipasang pada hujung kotak yang terbuka dan ditutup dengan resin. Untuk penderia ultrasonik yang digunakan dalam robot industri, ia dikehendaki mempunyai ketepatan 1 mm dan sinaran ultrasonik yang kuat.