Arbeidsprinsippet og strukturen til ultrasonisk væskenivåsensor

Arbeidsprinsipp  

Ultralydsensorer er sensorer utviklet ved å bruke egenskapene til ultralydbølger. Undervanns ultralydsvinger er en mekanisk bølge med høyere vibrasjonsfrekvens enn lydbølger. Det genereres av vibrasjonen av transduserbrikken under eksitering av spenning. Den har høy frekvens, kort bølgelengde, lite diffraksjonsfenomen, spesielt god retningsevne, og kan rettes inn i stråler. Formidling og andre kjennetegn. Ultralydbølger har stor evne til å penetrere væsker og faste stoffer, spesielt i faste stoffer som er ugjennomsiktige for sollys. Den kan trenge ned til en dybde på titalls meter. Når ultralydbølgen treffer urenheten eller grensesnittet,piezoelektrisk ultralydsvinger  vil produsere en betydelig refleksjon for å danne et ekko, og den kan produsere en dopplereffekt når den treffer et objekt i bevegelse. Derfor er ultralydtesting mye brukt i industri, nasjonalt forsvar, biomedisin og andre aspekter. Ultralyd brukes som deteksjonsmetode, og det er nødvendig å generere og motta ultralydbølger. Enheten som utfører denne funksjonen er en ultralydsensor, som vanligvis kalles en ultralydsvinger, eller en ultralydsonde. 

Struktur og komposisjon  

dybdemåling av ultralydsvinger  er hovedsakelig sammensatt av piezoelektriske wafere, som kan overføre og motta ultralydbølger. Ultralydprober med lav effekt brukes mest til deteksjon. Den har mange forskjellige strukturer, som kan deles inn i rett sonde (langsgående bølge), skrå sonde (tverrbølge), overflatebølgesonde (overflatebølge), lammebølgesonde (lambølge), dobbel sonde (én sonderefleksjon, én sondemottak) Vent. Kjernen i ultralydsensoren er en piezoelektrisk brikke i plast- eller metallkappen. Det kan være mange typer materialer som utgjør oblaten. Størrelsen på waferen, som diameter og tykkelse er også forskjellige, så ytelsen til hver sensor er forskjellig, vi må vite ytelsen før bruk. 

Hovedytelsesindikatorer for ultralydsensorer

(1) Driftsfrekvens. Arbeidsfrekvensen er resonansfrekvensen til den piezoelektriske skiven. Når frekvensen til AC-spenningen påført til de to ender er lik resonansfrekvensen til brikken, er utgangsenergien høyest og følsomheten høyest. 

(2) Arbeidstemperatur. Fordi Curie-punktet for piezoelektriske materialer generelt er relativt høyt, spesielt når ultralydsonden som brukes til diagnose bruker lav effekt, er arbeidstemperaturen relativt lav, og den kan fungere i lang tid uten feil. Medisinske ultralydsensorer har relativt høye temperaturer og krever separat kjøleutstyr. 

(3) Følsomhet. Avhenger hovedsakelig av selve produksjonsplaten. Den elektromekaniske koblingskoeffisienten er stor og følsomheten er høy; tvert imot er følsomheten lav. 

Som ultralydsensorer er en komposittvibrator fleksibelt festet på basen. Komposittvibratoren er en kombinasjon av en resonator og en bimorf elementvibrator som består av en metallplate og en piezoelektrisk keramisk plate. Resonatoren er i form av et horn, og formålet er å effektivt utstråle ultralydbølgene som genereres på grunn av vibrasjon, og å effektivt konsentrere ultralydbølgene i midten av vibratoren. 

Ultralydsensorer for utendørs bruk skal ha gode tetteegenskaper for å hindre inntrenging av dugg, regn og støv. Piezoelektrisk keramikk er festet på innsiden av toppen av metallboksen. Basen er festet til den åpne enden av boksen og dekket med harpiks. For ultralydsensorer som brukes i industriroboter kreves det en nøyaktighet på 1 mm og sterk ultralydstråling.