Hva er sensorene for ultralydsvinger

Ultralydtransdusersensorer utviklet ved å bruke egenskapene til ultralydbølger. Ultralyd 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, vil den produsere en betydelig refleksjon for å danne et ekko, og den kan produsere en Doppler-effekt når den treffer et objekt i bevegelse. Sensorer utviklet basert på ultralydegenskaper kalles «ultralydsensorer» og er mye brukt i industri, nasjonalt forsvar og biomedisin.

komponent

Ultralydtransdusere er hovedsakelig sammensatt av piezoelektriske wafere, ultrasonisk rekkevidde transduser kan sende og motta ultralydbølger. Ultralydprober med lav effekt brukes mest til deteksjon. Den har mange forskjellige strukturer, som kan deles inn i rett sonde (lengdebølge), skrå sonde (tverrbølge), overflatebølgesonde (overflatebølge), Lammebølgesonde (Lammebølge), dobbel sonde (en sonde sendes, en sonde mottas) Vent.

Ytelse

Kjernen i ultralydsonden er en piezoelektrisk ultralydsensorbrikke 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 sonde er forskjellig, vi må vite ytelsen før bruk. De viktigste ytelsesindikatorene til ultralydsensorer inkluderer:

arbeidsfrekvens

Arbeidsfrekvensen er resonansfrekvensen til den piezoelektriske skiven. Når frekvensen til AC-spenningen som påføres begge ender av den er lik resonansfrekvensen til brikken, vil utgangsenergien være høyest, og følsomheten vil være høyest.

Driftstemperatur

Siden Curie-punktet for piezoelektriske materialer generelt er relativt høyt, spesielt for ultralydsonder for diagnose

Ultralydsensor

Strømmen er liten, så arbeidstemperaturen er relativt lav, og den kan fungere i lang tid uten feil. Temperaturen på medisinske ultralydsonder er relativt høy og krever separat kjøleutstyr.

Følsomhet

Avhenger hovedsakelig av selve produksjonsplaten. Den elektromekaniske koblingskoeffisienten er stor og følsomheten er høy; tvert imot er sensitiviteten lav.

Direktivitet

Deteksjonsområde for ultralydsensor

hovedapplikasjon

Ultralydsensorteknologi brukes i forskjellige aspekter av produksjonspraksis, og medisinsk anvendelse er en av hovedapplikasjonene for ultralydsensorer, følgende bruker medisin som et eksempel for å illustrere anvendelsen av ultralydsensorteknologi. Anvendelsen av piezoelektrisk ultralydtransduser i medisin er hovedsakelig for å diagnostisere sykdommer, og det har blitt en uunnværlig diagnostisk metode i klinisk medisin. Fordelene med ultralyddiagnostikk er: ingen smerte, ingen skade på undersøkeren, enkel metode, tydelig bildebehandling, høy diagnostisk nøyaktighet, etc. Derfor er det enkelt å fremme og blir ønsket velkommen av medisinske arbeidere og pasienter. Ultralyddiagnostikk kan baseres på ulike medisinske prinsipper. La oss ta en titt på en av de representative såkalte A-type metodene. Denne metoden bruker refleksjon av ultralydbølger. Når ultralydbølger forplanter seg i menneskelig vev og møter to mediegrensesnitt med forskjellige akustiske impedanser, genereres reflekterte ekkoer ved grensesnittet. Hver gang en reflekterende overflate påtreffes, vises ekkoet på oscilloskopskjermen, og impedansforskjellen mellom de to grensesnittene bestemmer også amplituden til ekkoet. I industrien er de typiske bruksområdene for ultralyd ikke-destruktiv testing av metaller og ultralydtykkelsesmåling. Tidligere ble mange teknologier hindret fordi de ikke var i stand til å oppdage innsiden av objektets vev. Fremveksten av ultralydsensorteknologi endret denne situasjonen. Selvfølgelig er flere ultralydsensorer fast installert på forskjellige enheter for å «stille» oppdage signalene som folk trenger. Ved anvendelse av ultralydsensorer i fremtiden vil ultralyd kombineres med informasjonsteknologi og ny materialteknologi, og mer intelligente og høysensitive ultralydsensorer vil dukke opp.

Teknologianvendelse av ultralyd avstandssensor 

Ultralydbølger har stor evne til å penetrere væsker og faste stoffer, spesielt i ugjennomsiktige faste stoffer, hvor de kan trenge ned til titalls meters dyp. Når ultralydbølgen treffer urenheten eller grensesnittet, vil den 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 osv. Ultralydavstandssensorer kan brukes mye i nivåovervåking (væskenivå), robotantikollisjon, ulike ultralydnærhetsbrytere og tyverialarmer og andre relaterte felt. De er pålitelige i arbeid, enkle å installere, vanntette, liten utskytningsvinkel, høy følsomhet, Det er praktisk å koble til industrielle displayinstrumenter, og sonder med større utskytningsvinkler er også gitt.

Konkret søknad

1. Ultralydsensoren kan oppdage statusen til beholderen. Når ultralydsensoren er installert på toppen av plastsmeltetanken eller plastpelletkammeret, når lydbølger sendes ut i beholderen, kan statusen til beholderen analyseres tilsvarende, for eksempel full, tom eller halvfull.

2. Ultralydsensorer kan brukes til å oppdage gjennomsiktige gjenstander, væsker, alle tette materialer med grove, glatte og lette overflater og uregelmessige gjenstander. Men den er ikke egnet for utendørs, varme omgivelser eller trykktank og skumgjenstander.

3. Ultralydsensorer kan brukes i matforedlingsanlegg for å realisere et lukket sløyfe-kontrollsystem for deteksjon av plastemballasje. Med den nye teknologien kan den oppdage i den fuktige ringen, som flaskevaskemaskinen, støymiljøet og miljøet med ekstreme temperaturendringer.

4. Ultralydsensorer kan brukes til å oppdage væskenivå, oppdage gjennomsiktige gjenstander og materialer, kontrollere spenning og måle avstander, hovedsakelig for emballasje, flaskeproduksjon, materialhåndtering, kullinspeksjon, plastforedling og bilindustri. Ultralydsensorer kan brukes til prosessovervåking for å forbedre produktkvaliteten, oppdage defekter, bestemme tilstedeværelse og andre aspekter. Bruker ultralydsensorteknologi for å forhindre feil pedaling. Nissan har utviklet en funksjon for å forhindre at kjøretøyet akselererer ved å tråkke på gasspedalen ved et uhell når bremsen skal tråkkes på. Når du bruker kameraer og ultralydsensorer for å utlede situasjonen for 'parkering på parkeringsplassen', hvis Sjåføren vil tvinge bremsene når han tråkker på gasspedalen. Denne teknologien skal etter planen tas i bruk innen 2 til 3 år. Ultralydsensorteknologi ble utviklet for å forhindre ulykker forårsaket av å tråkke på feil bremse og gass når du parkerer på en parkeringsplass.

Teknologien er realisert ved å bruke fire kameraer utstyrt med ett foran, bak, til venstre og høyre på kjøretøyet, og åtte ultralydsensorer i frontstøtfangeren og bakstøtfangeren. De fire kameraene bruker «surround view display»-kameraet som viser fugleperspektivet av kjøretøyets omgivelser. Bruk kameraet til å gjenkjenne hvite linjer for å antyde at bilen er på parkeringsplassen, og bruk ultralydsensoren til å måle avstanden mellom bilen og hindringene rundt for å bestemme tidspunktet for bremsing. Forebygging av ulykker forårsaket av å tråkke på feil bremse og gass er implementert i to trinn. Når sjåføren vil stoppe på parkeringsplassen, hvis han tråkker på gasspedalen, reduserer han først hastigheten til krypende hastighet, bruker ikonet på dashbordet for å indikere fare, og slår alarm. Hvis føreren fortsetter å tråkke på gasspedalen og er i ferd med å treffe en vegg eller andre gjenstander, vil bremsen tvinges. Tidspunktet for bremsing .Bilen kan stoppe når den er ca. 20 til 30 cm unna hindringen.

Arbeidsprinsipp

Folk kan høre lyden produseres av objektets vibrasjon, og frekvensen er innenfor området 20HZ-20KHZ ultralydsensor, mer enn 20KHZ kalles ultralyd, og under 20HZ kalles infralyd. Den ofte brukte ultralydfrekvensen varierer fra titalls KHZ til titalls MHZ. Ultralyd er en slags mekanisk oscillasjon i elastisk medium, som har to former: tverrsvingninger (tverrbølge) og langsgående svingninger (langsgående bølge). Bruken i industrien vedtar hovedsakelig langsgående oscillasjon. Ultralydbølger kan forplante seg i gasser, væsker og faste stoffer, og deres forplantningshastigheter er forskjellige. I tillegg har den også refraksjons- og refleksjonsfenomener, og demping under forplantning. Frekvensen av ultralydbølger som forplanter seg i luften er lav, vanligvis titalls KHZ, mens i faste stoffer og væsker kan frekvensen være høyere. Dempningen er raskere i luften, mens den sprer seg i flytende og fast stoff, dempningen er liten, og spredningen er lengre. Ved å bruke egenskapene til ultralydbølger, kan det gjøres til forskjellige ultralydsensorer, utstyrt med forskjellige kretser, og gjøres til forskjellige ultralydmåleinstrumenter og -enheter, og de er mye brukt i kommunikasjon, medisinske apparater og andre aspekter.

De viktigste materialene til sensorer for ultralydavstandstransdusere er piezoelektriske krystaller (elektrostriksjon) og nikkel-jern-aluminiumslegering (magnetostriksjon). Elektrostriktive materialer inkluderer blyzirkonattitanat (PZT) og så videre. Ultralydsensoren som består av piezoelektrisk krystall er en reversibel sensor. Den kan konvertere elektrisk energi til mekanisk oscillasjon for å generere ultralydbølger. Samtidig, når den mottar ultralydbølger, kan den også omdannes til elektrisk energi, slik at den kan deles inn i sendere eller mottakere. Noen ultralydsensorer kan brukes til både sending og mottak. Bare små ultralydsensorer er introdusert her. Det er en liten forskjell mellom å sende og motta. Den er egnet for overføring i luften, og arbeidsfrekvensen er vanligvis 23-25KHZ og 40-45KHZ. Denne typen ultralydsensor er egnet for rangering, ultralydsensorkontroll, tyverisikring og andre formål. Det er T/R-40-60, T/R-40-12 osv. (der T betyr sending, R betyr mottak, 40 betyr at frekvensen er 40KHZ, 16 og 12 betyr ytre diameter, i millimeter). Det er også en forseglet ultralydsensor. Dens karakteristikk er at den er vanntett (men kan ikke settes i vannet), kan brukes som en materialnivå- og nærhetsbryter, og ytelsen er bedre. Det er tre grunnleggende typer ultralydapplikasjoner, overføringstype brukes til fjernkontroll, tyverialarm, automatisk dør, nærhetsbryter, separert refleksjonstype brukes til avstandsmåling, væskenivå eller materialnivå; refleksjonstype brukes til materialfeildeteksjon, tykkelsesmåling osv. . Den er sammensatt av sendesensor (eller bølgesender), mottakssensor (eller bølgemottaker), kontrolldel og strømforsyningsdel. Sendersensoren er sammensatt av en sender og en keramisk vibratorsvinger med en diameter på ca. 15 mm. Funksjonen til svingeren er å konvertere den elektriske vibrasjonsenergien til den keramiske vibratoren til superenergi og stråle ut i luften; mens mottakssensoren er sammensatt av en keramisk vibratorsvinger Sammensatt med en forsterkerkrets, mottar transduseren bølgen for å produsere mekanisk vibrasjon, konverterer den til elektrisk energi, som utgangen fra sensormottakeren, for å oppdage den overførte superen. Ved faktisk bruk kan den keramiske vibratoren som brukes som sendesensor også brukes. Brukes som keramisk vibrator for mottakersensorfirmaet. Kontrolldelen kontrollerer hovedsakelig pulskjedefrekvensen, driftssyklusen, sparsom modulasjon og telling, og deteksjonsavstand sendt av senderen.

Arbeidsprogram

Hvis du sender en piezoelektrisk keramisk krystall (dobbeltkrystalloscillator) med en resonansfrekvens på 40KHz i sensoren. Ultralydsensoren påfører en høyfrekvent spenning på 40KHz, og det piezoelektriske keramiske arket ekspanderer og trekker seg sammen i henhold til polariteten til den påførte høyfrekvensen og deretter frekvensen 40KHz. ultralydbølger, som forplanter seg i form av tetthet (graden av tetthet kan moduleres av kontrollkretsen) , Og sender den til bølgemottakeren. Mottakeren bruker prinsippet om den piezoelektriske effekten som brukes av trykksensoren, det vil si å legge trykk på det piezoelektriske elementet for å få det piezoelektriske elementet til å tøye, deretter en 40KHz sinus med en '+'-pol på den ene siden og en '-'-pol på den andre siden Spenning. Fordi amplituden til høyfrekvent spenning er liten, må den forsterkes. Ultralydsensorer lar sjåføren sikkerhetskopiere trygt. Prinsippet er å oppdage eventuelle hindringer på eller i nærheten av bakstien og gi en advarsel i tide. Den utformede deteksjonen av ultralydavstandstransduseren kan gi både lyd og lys hørbare og visuelle advarsler på samme tid. Advarselen indikerer at avstanden og retningen til hindringer i blindsonen er registrert. På denne måten, enten det er parkering eller kjøring på et smalt sted, ved hjelp av deteksjonssystemet for ryggingshinder, vil sjåførens psykologiske press reduseres, og sjåføren kan enkelt utføre nødvendige handlinger.

Driftsmodus

Ultralydsensoren bruker det ultralyds akustiske bølgemediet til å utføre berøringsfri og slitasjefri deteksjon av det detekterte objektet. Ultralydsensoren kan oppdage gjennomsiktige eller fargede gjenstander, metall- eller ikke-metallgjenstander, faste, flytende og pulveraktige stoffer. Deteksjonsytelsen påvirkes knapt av noen miljøforhold, inkludert røyk- og støvmiljøer og regnværsdager.