Hva er ultralydsvinger

En transduser (sonde) er en enhet som konverterer fysisk energi inn og ut. En ultralydsonde konverterer elektrisk energi til akustisk energi og konverterer akustisk energi til elektrisk energi. Energikonverteringen er realisert. Derfor kalles ultralydsonden også en ultralydsvinger, som kan brukes til både overføring av ultralydbølger og mottak, og er en nøkkelkomponent i ultralydavstandssystemet. ultralydtransdusere inkluderer hovedsakelig mekaniske ultralydtransdusere, elektriske ultralydtransdusere og elektroakustiske ultralydtransdusere. Blant dem er elektroakustiske ultralydsensorer hovedsakelig sammensatt av piezoelektriske krystaller (elektrostriktiv) og nikkel-jern aluminiumslegering (magnetostriktiv). I henhold til forskjellige design har formen på ultralydtransduseren hovedsakelig en søyleform (de fremre og bakre metalldekselplatene har samme diameter), en horntype (diameteren på frontdekselplaten reduseres for mye av bueformen), og en søyleform med en seksjon i midten.

EN piezoelektrisk keramikktransduser er en elektroakustisk transduser som konverterer elektrisk og akustisk energi basert på de piezoelektriske og inverse piezoelektriske effektene av visse krystaller. Piezoelektriske ultralydsensorer er hovedsakelig sammensatt av piezoelektriske wafere. Ultralydsensoren som består av piezoelektriske krystaller er en reversibel sensor som konverterer elektrisk energi til akustisk energi, og når den mottar ultralydbølger, kan den også konvertere akustisk energi til elektrisk energi. Piezoelektriske ultralydsensorer opererer ved å bruke resonansen til en piezoelektrisk krystall. Strukturen til noen enkeltkrystallmaterialer har asymmetriske egenskaper. Når disse materialene utsettes for ytre påkjenninger og belastninger, vil endringer i den indre gitterstrukturen (deformasjon) ødelegge den opprinnelige makroskopiske tilstanden til elektrisk nøytralitet, noe som resulterer i et polarisert elektrisk felt. (elektrokjemisk), er det genererte elektriske feltet (elektrodepolarisering) proporsjonal med størrelsen på tøyningen. Dette fenomenet kalles positiv piezoelektrisk effekt, som ble oppdaget av Curie-brødrene i 1880. Deretter, i 1881, ble det videre oppdaget at slike enkrystallmaterialer også har en omvendt piezoelektrisk effekt, det vil si når et materiale som har en positiv piezoelektrisk effekt blir utsatt for et påført elektrisk felt og det påførte elektriske feltet blir belastet og det elektriske toget utsettes for spenning. dannet. Bare proporsjonal. Eksperimenter har vist at den piezoelektriske effekten og den inverse piezoelektriske effekten innenfor en viss grense er lineære. Det vil si at i den piezoelektriske effekten er overflateladningstettheten til den piezoelektriske krystallen proporsjonal med størrelsen på tøyningen. Når belastningen endrer fortegn, endrer ladningen også fortegn. Når det gjelder den omvendte piezoelektriske effekten, tøyes de piezoelektriske krystallene under påvirkning av det eksterne elektriske feltet. Størrelsen er proporsjonal med den elektriske feltstyrken, og når det elektriske feltet reverseres, reverseres også tøyningen. Piezoelektriske transdusere er enheter som konverterer elektrisk energi og akustisk energi ved å bruke den piezoelektriske effekten til visse enkeltkrystallmaterialer og de elektrostriktive effektene av polykrystallinske materialer. På grunn av sin høye elektroakustiske effektivitet, store kraftkapasitet, og strukturen og formen kan designes i henhold til forskjellige applikasjoner, er den mye brukt innen ultralyd.

Ultralyd piezoelektriske transdusere er delt inn i enkeltprobe og dobbelprobe. Enkeltsondemodus refererer til en ultrasonisk nærhetstransduser som brukes til å overføre både ultralydbølger og ultralydbølger, det vil si at sonden brukes til både overføring og mottak. I enkeltsondedriftsmodus, når du sender ultralydbølger, er det nødvendig å påføre en spenning på mer enn ti volt, flere titalls volt eller til og med hundrevis av volt til sonden for å forårsake mekanisk vibrasjon av sonden. Denne mekaniske vibrasjonen overfører vibrasjonen til den piezoelektriske skiven til mekanisk energi. Konvertert til akustisk energi for å eksitere ultralydbølger. Når ultralydbølgen mottas, forsvinner ikke etterskjelvet generert av ultralydbølgen umiddelbart, og amplituden til det overførte signalet er tydeligere enn amplituden til ekkosignalet, slik at mottakeren feilaktig genererer bølgen generert av vibrasjonen som et ekko. Målefeil påvirker nøyaktigheten til ultralydavstandsmålingssensoren. Den konvensjonelle praksisen er å stoppe overføringen, forsinke tidsperioden, unngå tidspunktet for dette etterskjelvet og begynne å motta ekko, som fører til blindsonen. Den doble sonden fungerer ved å sende to ultralydbølger og motta ultralydbølger ved hjelp av samme sonde. Fra nivået av blindsoneanalysen med én sonde, kan den doble sonde-driftsmodusen eliminere blindsonen fullstendig og øke måleavstanden. Men i praktiske applikasjoner, fordi avstanden mellom sendersonden og mottakersonden er liten, og lydbølgen er diffraktiv, kan det hende at bølgen som sendes ut av ultralydsendersonden ikke reflekteres av hindringen, men omgår direkte mottakersonden, noe som resulterer i positive, derfor er blindsonen fortsatt der.