Het werkingsprincipe en de structuur van de ultrasone vloeistofniveausensor

Werkingsprincipe  

Ultrasone sensoren zijn sensoren die zijn ontwikkeld met behulp van de kenmerken van ultrasone golven. Onderwater ultrasone transducer is een mechanische golf met een hogere trillingsfrequentie dan geluidsgolven. Het wordt gegenereerd door de trilling van de transducerchip onder excitatie van spanning. Het heeft een hoge frequentie, korte golflengte, een klein diffractiefenomeen, vooral een goede richtingsgevoeligheid, en kan in stralen worden gericht. Verspreiding en andere kenmerken. Ultrasone golven hebben een groot vermogen om vloeistoffen en vaste stoffen binnen te dringen, vooral in vaste stoffen die ondoorzichtig zijn voor zonlicht. Het kan doordringen tot een diepte van tientallen meters. Wanneer de ultrasone golf de onzuiverheid of het grensvlak raakt,piëzo-elektrische ultrasone transducers  produceren een aanzienlijke reflectie om een ​​echo te vormen, en kunnen een Doppler-effect produceren wanneer ze een bewegend object raken. Daarom worden ultrasoon testen veel gebruikt in de industrie, de nationale defensie, de biogeneeskunde en andere aspecten. Echografie wordt gebruikt als detectiemethode en het is noodzakelijk om ultrasone golven te genereren en te ontvangen. Het apparaat dat deze functie vervult, is een ultrasone sensor, die gewoonlijk een ultrasone transducer of een ultrasone sonde wordt genoemd. 

Structuur en compositie  

Ultrasone transducerdieptemeting  bestaat voornamelijk uit piëzo-elektrische wafers, die ultrasone golven kunnen verzenden en ontvangen. Voor detectie worden meestal ultrasone sondes met een laag vermogen gebruikt. Het heeft veel verschillende structuren, die kunnen worden onderverdeeld in een rechte sonde (longitudinale golf), schuine sonde (dwarsgolf), oppervlaktegolfsonde (oppervlaktegolf), lamgolfsonde (lamgolf), dubbele sonde (één sondereflectie, één sondeontvangst) Wacht. De kern van de ultrasone sensor is een piëzo-elektrische chip in een plastic of metalen omhulsel. Er kunnen vele soorten materialen zijn waaruit de wafel bestaat. De grootte van de wafer, zoals diameter en dikte, is ook verschillend, dus de prestaties van elke sensor zijn anders. We moeten de prestaties ervan kennen vóór gebruik. 

Belangrijkste prestatie-indicatoren van ultrasone sensoren

(1) Bedrijfsfrequentie. De werkfrequentie is de resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische wafer. Wanneer de frequentie van de wisselspanning die aan de twee uiteinden wordt aangelegd gelijk is aan de resonantiefrequentie van de chip, is de uitgangsenergie het hoogst en is de gevoeligheid het hoogst. 

(2) Werktemperatuur. Omdat het Curiepunt van piëzo-elektrische materialen over het algemeen relatief hoog is, vooral wanneer de ultrasone sonde die voor diagnose wordt gebruikt een laag vermogen gebruikt, is de werktemperatuur relatief laag en kan deze lange tijd zonder problemen werken. Medische ultrasone sensoren hebben relatief hoge temperaturen en vereisen aparte koelapparatuur. 

(3) Gevoeligheid. Hangt voornamelijk af van de productiewafel zelf. De elektromechanische koppelingscoëfficiënt is groot en de gevoeligheid is hoog; integendeel, de gevoeligheid is laag. 

Net als ultrasone sensoren is een composietvibrator flexibel op de basis bevestigd. De composietvibrator is een combinatie van een resonator en een bimorfe elementvibrator, bestaande uit een metalen plaat en een piëzo-elektrische keramische plaat. De resonator heeft de vorm van een hoorn en het doel is om de door trillingen gegenereerde ultrasone golven effectief uit te stralen, en om de ultrasone golven effectief in het midden van de vibrator te concentreren. 

Ultrasoonsensoren voor gebruik buitenshuis moeten goede afdichtingseigenschappen hebben om het binnendringen van dauw, regen en stof te voorkomen. Piëzo-elektrisch keramiek is aan de binnenkant van de bovenkant van de metalen doos bevestigd. De basis is bevestigd aan het open uiteinde van de doos en bedekt met hars. Voor ultrasoonsensoren die in industriële robots worden gebruikt, is een nauwkeurigheid van 1 mm en sterke ultrasone straling vereist.