Prinsipp og anvendelse av ultrasonisk posisjonssensor

  Ultralydbølger er en generell betegnelse for mekaniske bølger hvis frekvens overskrider menneskets auditive frekvensgrense (omtrent 20 kHz). Ultralydbølger genereres av vibrasjonstransduser under eksitasjon av spenning. Avstandsmålende transduser har egenskapene til høyfrekvens, kort bølgelengde, lite diffraksjonsfenomen, spesielt god retningsevne, den er i stand til å være stråle og rettet forplantning. Ultralydtransdusere er også kjent som ultralydsensorer eller ultralydsonder. Ultralydnivåmåleren er en digital nivåmåler kontrollert av en mikroprosessor. I målingen sendes ultralydpulsavstandstransduseren ut av sensoren (transduseren), og lydbølgen reflekteres av væskeoverflaten og mottas deretter av ultralydmottakeren, den konverteres til et elektrisk signal av den piezoelektriske krystallen eller magnetostriktive enheten, og sendes og mottas av lydbølgen. Tiden mellom beregningen av avstandssensoren til overflaten av objektet som måles. På grunn av den berøringsfrie målingen er det målte mediet nesten ubegrenset,Ultralydavstandsmålingstransduser kan brukes mye for måling av forskjellige flytende og faste materialer.

  Strukturen til ultralydposisjonssensoren og ytelsen til ultralydsvingeren er hovedsakelig sammensatt av piezoelektriske wafere, som kan avgi lydbølger, kan også motta ultralyd. Piezoelektriske ultralydgeneratorer fungerer faktisk med resonansen til en piezoelektrisk krystall. Den har to piezoelektriske skiver og en resonans piezoplate. Når de to polene pluss har et pulssignal hvis frekvens er lik den naturlige oscillasjonsfrekvensen til den piezoelektriske skiven, vil den piezoelektriske skiven resonere og drive resonansplaten til å vibrere for å generere ultralydbølger. Omvendt, hvis det ikke påføres spenning mellom de to elektrodene, når resonatorplaten mottar ultralydbølger,transduseren for avstand vil komprimere den piezoelektriske skiven for å vibrere, den konverterer den mekaniske energien til et elektrisk signal, og den vil bli en ultralydmottaker.

  Ultralydsonder med lav effekt er mest for å oppdage. De har mange forskjellige strukturer, for eksempel rett sonde (langsgående bølge), skrå sonde (tverrbølge), transduser for strømningsmåler , overflatesonde (overflatebølge), lammebølgesonde (lampebølge), og dobbel sonde (én sonde sender ut, én sonde mottar). Kjernen i ultralydsonden er en piezoelektrisk skive i det ytre dekselet, og det er mange typer materialer som utgjør skiven. Størrelsen på waferen, som diameter og tykkelse, er også forskjellig, så ytelsen til hver sonde er forskjellig, og ytelsen må være kjent før bruk. De viktigste ytelsesindikatorene for ultralydsensorer er som følger:

1. Driftsfrekvens. Driftsfrekvensen til Ultrasonisk avstandsmålende sensor er resonansfrekvensen til den piezoelektriske transduseren. Når frekvensen til AC-spenningen påført til begge ender er lik resonansfrekvensen til transduseren, er utgangsenergien maksimal og følsomheten høyest.

2. Driftstemperatur. Siden Curie-punktet til det piezoelektriske materialet generelt er høyt, spesielt ultralydsonden for å detektere avstandsmålingssensoren har liten effekt, så arbeidstemperaturen er relativt lav og kan fungere i lang tid uten feil.