Zasada i zastosowanie ultradźwiękowego czujnika położenia

  Fale ultradźwiękowe to ogólne określenie fal mechanicznych, których częstotliwość przekracza granicę częstotliwości słyszalnej dla człowieka (około 20 kHz). Fale ultradźwiękowe generowane są przez przetwornik drgań pod wpływem wzbudzenia napięcia. Przetwornik do pomiaru odległości charakteryzuje się wysoką częstotliwością, krótką długością fali, małym zjawiskiem dyfrakcyjnym, szczególnie dobrą kierunkowością, może być promieniem i ukierunkowaną propagacją. Przetworniki ultradźwiękowe nazywane są również czujnikami ultradźwiękowymi lub sondami ultradźwiękowymi. Ultradźwiękowy wskaźnik poziomu to cyfrowy wskaźnik poziomu sterowany mikroprocesorem. Podczas pomiaru ultradźwiękowy przetwornik odległości impulsu jest emitowany przez czujnik (przetwornik), a fala dźwiękowa jest odbijana przez powierzchnię cieczy, a następnie odbierana przez odbiornik ultradźwiękowy, jest przetwarzana na sygnał elektryczny przez kryształ piezoelektryczny lub urządzenie magnetostrykcyjne oraz przesyłany i odbierany przez falę dźwiękową. Czas pomiędzy obliczeniem czujnika odległości a powierzchnią mierzonego obiektu. Dzięki bezkontaktowemu pomiarowi mierzony ośrodek jest niemal nieograniczony,Ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości może być szeroko stosowany do pomiaru różnych materiałów płynnych i stałych.

  Struktura ultradźwiękowego czujnika położenia i jego działanie przetwornika ultradźwiękowego składają się głównie z płytek piezoelektrycznych, które mogą emitować fale dźwiękowe, ale mogą również odbierać ultradźwięki. Piezoelektryczne generatory ultradźwiękowe w rzeczywistości działają z rezonansem kryształu piezoelektrycznego. Posiada dwa wafle piezoelektryczne i rezonansową płytkę piezoelektryczną. Kiedy jego dwa bieguny plus mają sygnał impulsowy, którego częstotliwość jest równa naturalnej częstotliwości oscylacji płytki piezoelektrycznej, płytka piezoelektryczna będzie rezonować i wprawi płytkę rezonansową w wibracje, generując fale ultradźwiękowe. I odwrotnie, jeśli między dwiema elektrodami nie zostanie przyłożone napięcie, a płyta rezonatora odbiera fale ultradźwiękowe,przetwornik odległości skompresuje płytkę piezoelektryczną w celu wibrowania, zamieni energię mechaniczną na sygnał elektryczny i stanie się odbiornikiem ultradźwiękowym.

  Sondy ultradźwiękowe małej mocy służą głównie do wykrywania. Mają wiele różnych struktur, takich jak sonda prosta (fala podłużna), sonda ukośna (fala poprzeczna), przetwornik do przepływomierza , sonda powierzchniowa (fala powierzchniowa), sonda lambda (fala lampowa) i sonda podwójna (jedna sonda emituje, druga sonda odbiera). Rdzeniem sondy ultradźwiękowej jest płytka piezoelektryczna w jej zewnętrznej obudowie, a płytkę tworzy wiele rodzajów materiałów. Rozmiar płytki, taki jak średnica i grubość, jest również inny, dlatego działanie każdej sondy jest inne, a jej działanie należy poznać przed użyciem. Główne wskaźniki wydajności czujników ultradźwiękowych są następujące:

1.Częstotliwość robocza. Częstotliwość pracy Ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości to częstotliwość rezonansowa przetwornika piezoelektrycznego. Gdy częstotliwość napięcia przemiennego przyłożonego do obu końców jest równa częstotliwości rezonansowej przetwornika, energia wyjściowa jest maksymalna, a czułość najwyższa.

2. Temperatura robocza. Ponieważ punkt Curie materiału piezoelektrycznego jest ogólnie wysoki, w szczególności sonda ultradźwiękowa do wykrywania Czujnik pomiaru odległości ma małą moc, dzięki czemu temperatura pracy jest stosunkowo niska i może pracować przez długi czas bezawaryjnie.