Prinsippet for ultralydsvinger

1 Introduksjon

Med utviklingen av nye teknologier som automatisering, antall ultralydtransdusere øker, og alt moderne instrumenter og utstyr er uatskillelige fra sensorer i industriproduksjonen, spesielt i produksjonsprosessene, ulike transdusere brukes til å overvåke og kontrollere ulike parametere i produksjonsprosessen, som temperatur, trykk, strømning, etc., for å få utstyret til å fungere på sitt beste og produktet er i beste kvalitet. På midten av 1900-tallet ble det funnet at transduserkrystaller av visse medier (som kvartskrystall, natriumkaliumtartratkrystall, PZT-krystall, etc.) kan generere ultralydbølger med høyere effekt under påvirkning av høyspenning og smal puls. Den er forskjellig fra hørbare lydbølger, den kan brukes til sveising av integrerte kretser og rengjøring inne i billedrøret. Når det gjelder deteksjon, transduser for dybde har egenskapene til brytning og refleksjon som ligner på lysbølger, og ultralyd nano-detektorer kan brukes. den oppdager havbunnsforlis og fiendtlige ubåter. Ultralyd har trengt inn i mange områder av livene våre nå, for eksempel B-ultralyd, fjernkontroll, anti-tyveri ikke-destruktiv testing, og så videre.

2. Konseptet med ultralyd

Folk kan høre at lyden genereres av objektets vibrasjon. Frekvensen er i området 20Hz-20kHz, som kalles hørbar lydbølge. Mekaniske vibrasjoner er under 20 Hz er uhørbare for det menneskelige øret, kalt infralydbølger; mekaniske vibrasjoner over 20 kHz kalles ultralydbølger, og brukes vanligvis for ultralyd, frekvenser av ultrasoniske ekkoloddsvinger er fra titalls kHz til titalls MHz. Ultralydbølger er mekaniske svingninger i det elastiske mediet. Det er to former: lateral oscillasjon (tverrbølge) og langsgående oscillasjon (langsgående bølge). Applikasjoner som brukes i industrien bruker ofte langsgående oscillasjoner. Ultralydbølger kan bevege seg i gasser, væsker og faste stoffer, men med forskjellige forplantningshastigheter. I tillegg har den også refraksjons- og refleksjonsfenomener som forfaller under forplantning. Frekvensen av ultralydbølger som forplanter seg i luften er relativt lav, vanligvis er den titalls kHz, men dempningen er raskere; frekvensen av forplantning i faste stoffer og væsker er høyere, men dempningen er mindre og forplantningen er lengre.

3. Funksjoner ved ultralyd

Direktiviteten til montering av ultralydsvinger er bra, det er ikke lett å divergere, og energien er konsentrert. Derfor er inntrengningskraften stor, og energitapet er lite etter å ha penetrert stålplaten på flere meter tykk. Ultralydbølger kan produsere betydelig refleksjon og brytning når de møter grensesnittet mellom de to mediene. Dette fenomenet ligner på lysbølger. Jo høyere frekvens er ultralyd transduser for strømningsmåler , jo bedre er lydfeltdirektiviteten, og jo nærmere er refleksjons- og brytningsegenskapene til lysbølgen. Ved å bruke egenskapene til ultralydbølger, kan forskjellige ultralydsensorer brukes, og forskjellige kretser kan brukes til å lage forskjellige ultralydmåleinstrumenter og -enheter, og er mye brukt i undervannskommunikasjon, medisinsk og husholdningsapparater.

4. Prinsippet for ultralydsensor

Ultralydsensoren er en sensor utviklet ved å utnytte egenskapene til ultralydbølger, og er sammensatt av en sendersensor, en mottakssensor, en kontrolldel og en strømforsyningsdel. Sendersensoren består av en sender og en piezokeramisk vibrator med en diameter på ca. 15 mm. Funksjonene til ultrasonisk strømningsmåler transduser er å konvertere den elektriske vibrasjonsenergien til den keramiske vibratoren til superenergi og stråle ut i luften; mottakssensoren er en piezokeramisk vibratorsvinger. Den er sammensatt av en forsterkerkrets, mottakeren 2MHz ultralydsensor skal generere mekaniske vibrasjoner, konvertere dem til elektrisk energi og fungerer som en utgang fra sensormottakeren for å oppdage de overførte ultralydbølgene. Ved selve bruken brukes den piezokeramiske vibratoren til sendesensoren.som også kan brukes som en keramisk vibrator på mottakssensoren. Delen kontrollerer hovedsakelig pulsfrekvens, driftssyklus, sparsom modulasjon og telling, og deteksjonsavstand sendt av senderen. strømforsyningen til ultralyd oljenivåsensor kan være DC12V ± 10% eller 24V ± 10%.