Anvendelser av piezoelektriske ultralydsensorer

1. Piezoelektrisk kraftsensor

Piezoelektrisk kraftsensor er en industriell ultralydsensor som bruker piezoelektriske elementer for direkte å realisere kraft-til-elektrisitet-konvertering. I spennings- og kompresjonsapplikasjoner brukes vanligvis to eller flere piezo-kvartskrystaller som piezoelektriske elementer. Dens stivhet, brede måleområde, høy linearitet og stabilitet, og gode dynamiske egenskaper. Når en ladningsforsterker med stor tidskonstant brukes, kan kvasi-statisk kraft måles. I henhold til kraftmålingsstatusen er det ensrettet, toveis og treveis sensorer, og de er i utgangspunktet like i struktur.

2. Piezoelektrisk akselerasjonssensor

Piezoelementet er vanligvis sammensatt av to piezoelektriske ark. Piezoplate av sølvlag på de to overflatene av det piezoelektriske arket, og sveis utgangsledningen på sølvlaget, eller klem et stykke metall mellom de to piezoelektriske arkene, ledningen sveises til metallplaten, og den andre ledningen til utgangsenden er direkte koblet til ultralydsensorbasen. Plasser en masse med en større egenvekt på det piezoelektriske arket, og bruk deretter en hard fjær, bolt eller mutter for å forhåndsspenne massen. Hele enheten er installert i et metallskall med en tykk base. For å isolere enhver belastning av teststykket fra å bli overført til det piezoelektriske elementet og unngå falsk signalutgang, er det generelt nødvendig å fortykke basen eller velge et materiale med større stivhet. 

For tiden er det mange materialer for å lage piezoelektriske ultralydsensorer, som kan deles inn i ultrasoniske sensordeler krystall, piezoelektriske polykrystallinske og organiske piezoelektriske materialer. De mest brukte piezoelektriske sensorene er ulike typer piezoelektrisk keramikk som tilhører piezoelektriske polykrystaller og kvartskrystaller i piezoelektriske enkeltkrystaller. Andre piezoelektriske enkeltkrystaller inkluderer litiumniobat, litiumtantalat, litiumgallat og vismutgermanat som er egnet for strålingsmiljøer med høy temperatur.

Dagens storskala presisjonssystemer er svært opptatt av kvalitet og størrelse, og tradisjonelle storskala piezoelektriske sensorer vil gradvis miste markedet. Med utviklingen av nye materialer og nye prosesseringsteknologier erstatter silisiumakselerasjonssensorer laget av ulike mikroprosesseringsteknologier som lasere gradvis tradisjonelle silisiumakselerasjonssensorer på grunn av deres lille størrelse, utskiftbarhet og pålitelighet. For piezoelektrisk ultralydsensor har funksjonen til den piezoelektriske sensoren brutt gjennom den tradisjonelle funksjonen. Utgangen er ikke lenger et enkelt analogt signal, men et digitalt signal behandlet av en mikrodatamaskin. Noen piezoelektriske sensorer som integrerte ultralydsensor for avstandsmåling har sin egen kontrollfunksjon, det vil si digital sensor, dette er en trend med den beste utviklingen.