Trend rozwojowy czujników ultradźwiękowych i rola przetwornika ultradźwiękowego

Trend rozwojowy przetwornika ultradźwiękowego

Jak sama nazwa wskazuje, czujniki ultradźwiękowe wykorzystują fale ultradźwiękowe do pomiaru odległości. Sonda ultradźwiękowy przetwornik zasięgu  emituje fale ultradźwiękowe, a następnie odbiera echa odbite od obiektu docelowego w celu obliczenia odległości do celu poprzez obliczenie różnicy czasu między transmitowaną falą a odbitym echem. Czujnik ultradźwiękowy jest rodzajem czujnika o dużym zastosowaniu i szerokim zakresie zastosowań. Zasadniczo są to urządzenia służące do obliczania i pomiaru odległości, powszechnie stosowane w służbie zdrowia, przemyśle motoryzacyjnym i spożywczym, a także w innych gałęziach przemysłu korzystających z tej technologii.

Prawdziwa wartość czujników ultradźwiękowych leży w ich imponujących możliwościach wykrywania. Potrafią wykrywać obiekty przezroczyste, w tym echa odbite od szkła i powierzchni cieczy. Fale ultradźwiękowe są również odporne na mgłę, kurz i cząstki brudu oraz mogą stabilnie wykrywać obiekty o skomplikowanych kształtach, takie jak tace siatkowe, sprężyny itp.

 

Zgodnie z aktualnymi trendami rozwoju rynku, ultradźwiękowe czujniki przepływu eksplodowały, oferując niesamowity potencjał innowacji w czterech głównych obszarach: pomiaru przepływu, gospodarowania odpadami, przewidywalnej konserwacji i wykrywania autonomicznej jazdy. Następny redaktor Gongminwang będzie badał i badał cztery innowacyjne zastosowania czujników ultradźwiękowych.

 

1. Ultradźwiękowy pomiar przepływu

Ulepszenia technologii czujników ultradźwiękowych sprawiły, że są one dokładniejsze i tańsze, zmniejszając ich rozmiar, a jednocześnie zwiększając ich użyteczność. Dzięki tym udoskonaleniom staną się one skutecznymi technologiami pomiaru przepływu, zwłaszcza dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej. Zalety wodomierzy, gazomierzy i ciepłomierzy są oczywiste.

Przykładowo producent może zastąpić oryginalny przepływomierz mechaniczny czujnikiem ultradźwiękowym. Przekonująca zaleta ultradźwiękowe czujniki gazu polegają na tym, że są bardzo dokładne i nie zawierają żadnych mechanicznych części ruchomych. Mimo to producenci muszą także znać konstrukcję rurociągu i miejsce instalacji czujnika, aby w pełni cieszyć się korzyściami płynącymi z technologii.

 

2. Popraw gospodarkę odpadami

Jednym z wielu zastosowań czujników ultradźwiękowych jest możliwość określenia ilości materiału pozostałego w silosie. Te czujniki ultradźwiękowe realizują funkcję pomiarową poprzez emisję wiązek dźwiękowych na powierzchnię materiału w pojemniku, a następnie odbieranie odbicia wiązek dźwiękowych. Nawet jeśli jest kurz, nie ma to wpływu na dokładność obliczeń. W ten sposób czujniki ultradźwiękowe mogą odgrywać aktywną rolę w gospodarce odpadami. Do zarządzania ilością pozostałych materiałów w silosie górnictwo przemysłowe zaleca ultradźwiękowy czujnik poziomu silosu, który jest niedrogim czujnikiem ultradźwiękowym, który może mierzyć zdalnie (do 7,65 metra). Posiada nie tylko funkcję kalibracji w czasie rzeczywistym, ale także stale zmienne wzmocnienie dla celów znajdujących się w różnych odległościach, aby uzyskać dokładniejsze dane. Szerokie napięcie zasilania: 3,3 V ~ 5,5 V, niski pobór mocy sprawia, że ​​nadaje się również do systemów zasilanych bateryjnie. W tej samej serii produktów o tej samej wydajności co MB1210 znajduje się czujnik ultradźwiękowy, który może mierzyć większą odległość wynoszącą 10,68 metra. Do pomiaru poziomu silosów w pomieszczeniach zamkniętych ta seria produktów jest doskonałym rozwiązaniem.

Z drugiej strony, w przypadku gospodarowania odpadami komunalnymi, poprzez strategiczne umieszczenie czujników ultradźwiękowych w koszu na śmieci, przedsiębiorstwa komunalne mogą usprawnić proces zbierania odpadów i ograniczyć nieefektywne działania. Te czujniki ultradźwiękowe mogą również zapobiegać wyciekom lub innym wypadkom i urazom. Aby polecić mały ultradźwiękowy czujnik pojemnika na śmieci do budownictwa urbanistycznego, ten czujnik ultradźwiękowy jest czujnikiem przeciwpogodowym do pomiaru poziomu pojemnika na śmieci. Został zaprojektowany z myślą o prostej integracji Twojego projektu lub produktu. Jest to najmniejszy, lekki moduł na rynku. Może zapewnić odległość wykrywania od 20 cm do 3,5 m, dokładność 1 cm, średni prąd 3,4 mA wymagany podczas pracy, szerokość impulsu, analogowe wyjście napięciowe i wyjście szeregowe RS232. Posiada również stopień ochrony IP67, opcjonalnie odporność chemiczną -F. Jednocześnie charakteryzuje się wysoką wyjściową mocą akustyczną i stale zmiennym wzmocnieniem, automatyczną kalibracją tła w czasie rzeczywistym, analizą charakterystyki przebiegu w czasie rzeczywistym, algorytmem tłumienia hałasu itp. I może skutecznie osiągać wolne od szumów odczyty odległości.

Zgodnie z obecną trajektorią rozwoju technologii piezoelektrycznych przetworników ultradźwiękowych , w ciągu najbliższych dziesięciu lat mogą znaleźć szerokie zastosowanie w gospodarce odpadami. Wraz ze spadkiem cen czujników ich popularność będzie stale rosła. Czujniki te ułatwiają także i usprawniają funkcjonowanie służb miejskich.

3. Niezawodna konserwacja predykcyjna

Czujniki ultradźwiękowe mają pewną wartość aplikacyjną w monitorowaniu stanu i konserwacji predykcyjnej. Mogą zminimalizować przestoje w produkcji, poprawić możliwości rozwiązywania problemów oraz poprawić kontrolę jakości i bezpieczeństwo. Departament Energii (DOE) zaleca nawet technologię ultradźwiękową jako jedno z podstawowych rozwiązań do wykrywania nieszczelności. Zewnętrzny zespół oceniający przeprowadził ankietę na temat potencjału wartości technologii ultradźwiękowej w ponad 500 punktach sprzedaży w organizacji. Ustalili, że w każdej branży istnieje ponad 100 zastosowań, w tym kotły, sprężarki, wymienniki ciepła, odwadniacze, zawory i inne komponenty. Korzyści ekonomiczne są znaczne. Instalując technologię ultradźwiękową, agencja zaoszczędzi około 3,7 miliona dolarów rocznie. Biorąc pod uwagę trendy rynkowe, coraz więcej producentów będzie używać czujników ultradźwiękowych do konserwacji predykcyjnej, oceny i rozwiązywania mniejszych problemów przed modernizacją.

Po czwarte, zwiększyć bezpieczeństwo pojazdów autonomicznych

W miarę udoskonalania pojazdów autonomicznych z roku na rok stosuje się różne czujniki ultradźwiękowe, które wspomagają nawigację pojazdów autonomicznych i podstawowe operacje. Czujniki ultradźwiękowe są również stosowane w tradycyjnych pojazdach, aby pomóc w monitorowaniu martwego pola i automatycznym parkowaniu. Wśród tych przetworników ultradźwiękowych technologia ultradźwiękowa została zintegrowana z autonomicznymi systemami napędowymi. Na przykład pojazd autonomiczny jest jednym z głównych przypadków zastosowania czujników ultradźwiękowych. Ich czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać zasięg prawie 500 metrów, aby zapewnić bezpieczeństwo pasażerom w drodze. Przy takim stopniu świadomości samochody Tesla mogą skutecznie ograniczać ryzyko i unikać wypadków. Czujnik ultradźwiękowy Czujnik wykrywania ludzkiego ciała to czujnik zbliżeniowy z wyjściem sygnału alarmowego wysokiego i niskiego poziomu. Mierzalny przetwornik ultradźwiękowy może osiągnąć 213 cm. Nadaje się do wykrywania pieszych, wykrywania parkowania itp. Kiedy pieszy wejdzie w obszar detekcji, MB1004 wygeneruje sygnał alarmowy od poziomu niskiego do wysokiego. Jednocześnie ma również funkcję wyprowadzania określonej odległości celu i wysyłania danych o odległości przez RS232. MB1004 to bardzo tani czujnik ultradźwiękowy do wykrywania ludzi. Pomogą one ułatwić przejście na samochody autonomiczne i rozwieją obawy dotyczące potencjalnych problemów z wykrywaniem. Ponieważ skuteczność czujników ultradźwiękowych wciąż rośnie, technologia ta okaże się niezastąpiona w przyszłości.

Rola czujników ultradźwiękowych

Od wynalezienia Przetwornik ultradźwiękowy 200 kHz , jest szeroko stosowany w dziedzinie obrony narodowej, medycyny, przemysłu i motoryzacji. Ogólnie rzecz biorąc, czujniki ultradźwiękowe wykorzystują głównie charakterystykę transmisji ultradźwiękowej, odbicia i załamania światła. Można powiedzieć, że zakres jego zastosowań jest różnorodny. W zależności od zastosowania czujniki ultradźwiękowe nazywane są czasami czujnikami odległości, czujnikami poziomu cieczy, czujnikami przepływu, czujnikami do wykrywania pojedynczych i podwójnych arkuszy, czujnikami wykonania ugięcia, ultradźwiękowymi czujnikami zliczającymi, czujnikami stężenia, czujnikami zmętnienia, czujnikami zawartości tlenu i czujnikami temperatury. Wykorzystując charakterystykę odbicia fal ultradźwiękowych o różnych nazwach, czujniki ultradźwiękowe mogą wykryć stan wewnętrzny pojemnika. Czujniki ultradźwiękowe mogą być używane do wykrywania przezroczystych obiektów, cieczy, wszelkich szorstkich, gładkich, indukowanych światłem materiałów oraz obiektów nieregularnych. Nie nadaje się jednak do użytku na zewnątrz, w gorącym środowisku, w zbiornikach ciśnieniowych i przedmiotach piankowych.

Ultradźwiękowe przetworniki przepływu gazu można stosować w zakładach przetwórstwa spożywczego w celu realizacji systemu sterowania w pętli zamkniętej do kontroli opakowań z tworzyw sztucznych. Dzięki nowej technologii może wykrywać w wilgotnym pierścieniu, np. w pralce do butelek, środowisko hałaśliwe i środowisko o niezwykle drastycznych zmianach temperatury. Czujniki ultradźwiękowe mogą być stosowane do wykrywania poziomu cieczy, wykrywania przezroczystych obiektów i materiałów, kontroli napięcia i pomiaru odległości, głównie w opakowaniach, produkcji butelek, transporcie materiałów, kontroli węgla, przetwórstwie tworzyw sztucznych i przemyśle motoryzacyjnym. Czujniki ultradźwiękowe można wykorzystać do monitorowania procesów w celu poprawy jakości produktu, wykrywania defektów, określania obecności i innych aspektów. Najbardziej znanym zastosowaniem w medycynie jest B-ultradźwięki. Jeśli chodzi o zastosowanie kliniczne, ultradźwięki typu B mogą wyraźnie wyświetlać różne obrazy przekrojowe różnych narządów i otaczających je narządów. Ponieważ obrazy są bogate w solidność i zbliżone do rzeczywistej budowy anatomicznej, zastosowanie głowicy ultradźwiękowej może ułatwić wczesną diagnozę. Jeśli chodzi o wykrywanie poziomu cieczy, czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać poziom cieczy. Istnieje wiele zastosowań w systemach zaopatrzenia w wodę i odprowadzania wody.

Defektoskopy ultradźwiękowe są stosowane głównie do wewnętrznej kontroli jakości metalowych detali, np. do wykrywania, czy w metalu występują pęcherzyki, czy część spawana ma wady, takie jak niepełna penetracja itp. Mogą wykrywać, lokalizować, oceniać i diagnozować różne defekty (pęknięcia, wtrącenia, fałdy, pory, pęcherze itp.) w przedmiocie obrabianym szybko, wygodnie, bez uszkodzeń i dokładnie. Jest nie tylko szeroko stosowany w produkcji, metalurgii żelaza i stali, obróbce metali, przemyśle chemicznym i innych dziedzinach wymagających wykrywania defektów i kontroli jakości, ale także szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, transporcie kolejowym, kotłach i zbiornikach ciśnieniowych oraz w innych dziedzinach.

Czujniki ultradźwiękowe mają obecnie wiele zastosowań w dziedzinie elektroniki samochodowej. Czujniki ultradźwiękowe znajdują się w radarach cofania, systemach antykolizyjnych, automatycznych systemach wspomagania parkowania i systemach ADAS. W radarze cofania czujnik ultradźwiękowy jest unikalny, podczas gdy w innych systemach czujnik ultradźwiękowy jest używany jako opcja do realizacji określonych funkcji wraz z radarem fal milimetrowych, lidarem itp.