Materiał i zasada działania ultradźwiękowego czujnika odległości

W przemyśle typowym zastosowaniem fal ultradźwiękowych są badania nieniszczące metali i ultradźwiękowy pomiar grubości. W przeszłości wiele technologii było hamowanych przez brak możliwości wykrycia wnętrza obiektów, a pojawienie się technologii wykrywania ultradźwiękowego zmieniło tę sytuację. Oczywiście więcej czujników ultradźwiękowych jest na stałe zamontowanych w różnych urządzeniach w celu przechwytywania sygnałów. W przyszłych zastosowaniach ultradźwięki będą łączone z technologią informatyczną i nowymi technologiami materiałowymi, a także pojawią się bardziej inteligentne i bardzo czułe czujniki ultradźwiękowe.

Technologia ultradźwiękowego czujnika odległości wykorzystuje fale ultradźwiękowe do penetracji cieczy i ciał stałych, szczególnie w nieprzezroczystych dla światła słonecznego ciałach stałych, które mogą penetrować głębokość kilkudziesięciu metrów. Kiedy fala ultradźwiękowa uderza w zanieczyszczenie lub powierzchnię styku, powoduje znaczne odbicie w postaci odbicia w echu, które może wywołać efekt Dopplera, gdy uderza w poruszający się obiekt. Dlatego badania ultradźwiękowe są szeroko stosowane w przemyśle, obronie narodowej, biomedycynie i innych dziedzinach. Ultradźwiękowy czujnik odległości może być szeroko stosowany w monitorowaniu poziomu (poziomu cieczy), zapobieganiu kolizjom robotów, różnych ultradźwiękowych przełącznikach zbliżeniowych i alarmach antykradzieżowych oraz w innych powiązanych dziedzinach, co obejmuje niezawodne działanie, łatwą instalację, wodoodporność, mały kąt uruchomienia i wysoką czułość. Wygodne jest połączenie z przemysłowymi przyrządami wyświetlającymi, a także zapewnia sondy o dużych kątach wystrzeliwania.

Zasada działania jest taka, że ​​ludzie słyszą dźwięk generowany przez wibracje obiektu. Jego częstotliwość mieści się w zakresie 20 KHZ-20 MHZ, powyżej 20 KHZ nazywa się falą ultradźwiękową, a mniej niż 20 HZ nazywa się falą infradźwiękową. Powszechnie stosowane częstotliwości ultradźwiękowe to 10 KHZ-10 MHZ. Ultradźwięki to drgania mechaniczne w ośrodku elastycznym. Występują w dwóch postaciach: oscylacja poprzeczna (fala poprzeczna) oraz oscylacja podłużna i oscylacja (fala podłużna). W zastosowaniach przemysłowych stosuje się głównie oscylacje wzdłużne. Fale ultradźwiękowe mogą przemieszczać się w gazach, cieczach i ciałach stałych z różnymi prędkościami propagacji. Ponadto ma również zjawiska załamania i odbicia oraz zanika podczas propagacji. Fale ultradźwiękowe przenoszone są w powietrzu z niską częstotliwością, zwykle rzędu kilkudziesięciu KHZ, natomiast częstotliwości ultradźwiękowego czujnika pomiaru odległości są wyższe w ciałach stałych i cieczach. Rozpada się szybciej w powietrzu i rozprzestrzenia się w cieczach i ciałach stałych z mniejszym tłumieniem i dłuższą propagacją. Wykorzystując właściwości fal ultradźwiękowych, można je przekształcić w różne czujniki ultradźwiękowe, wyposażone w różne obwody i w różne ultradźwiękowe przyrządy i urządzenia pomiarowe, i jest szeroko stosowane w komunikacji, sprzęcie medycznym i tak dalej.