Piezoelektrisk ultralydsvinger

Ultralydtransdusere er i hovedsak en klasse av elektromekaniske energikonverteringsenheter, som kan deles inn i piezoelektriske, elektromagnetiske og magnetostriktive typer i henhold til deres arbeidsprinsipper. For tiden er vanlige ultralydtransdusere generelt piezoelektriske, som fungerer ved å bruke de positive og negative piezoelektriske effektene av piezoelektriske materialer. Det piezoelektriske materialet blir tvunget til å generere elektrisk ladning, som kalles positiv piezoelektrisk effekt. Omvendt, når et elektrisk felt påføres det piezoelektriske materialet, vil det piezoelektriske materialet produsere mekanisk deformasjon og mekanisk stress. Dette fenomenet kalles invers piezoelektrisk effekt. Når ultrasonisk transdusersensor påført elektrisk felt er et vekslende signal, kan ulike former for elastiske bølger eksiteres i det piezoelektriske materialet. Når frekvensen til det vekslende elektriske feltet faller sammen med den mekaniske resonansfrekvensen til det piezoelektriske materialet, er det piezoelektriske materialet i en mekanisk resonanstilstand og blir en piezoelektrisk vibrator. Hvis den mekaniske resonansfrekvensen er i ultralydspekteret, er den mekaniske bølgen som sendes ut av den piezoelektriske vibratoren ultralyd.

I ultralydtestingteknologien, ultralydsendersonden og mottakeren ultralydsonde kan fremstilles separat ved å bruke de positive og negative piezoelektriske effektene. Fordi den piezoelektriske effekten er reversibel, sender og mottar de fleste ultralydsonder.

Ultralydavstandsmålesensorer kan deles inn i tre områder: stor, middels og liten i henhold til deres arbeidsavstand. Blant dem er deteksjonsavstanden for liten rekkevidde mindre enn 2m, arbeidsfrekvensen er mellom 90-300kHz; deteksjonsavstanden for middels rekkevidde er omtrent 20m, arbeidsfrekvensen er mellom 90kHz; den store 300KHz ultrasonisk transdusersensor er omtrent 50m, og arbeidsfrekvensen er mellom 20-30kHz. I tillegg er det en lydavstandssensor hvis deteksjonsavstand er større enn 50 m og driftsfrekvensen er omtrent 10 kHz.