Jakie są zalety i wady przetwornika ultradźwiękowego?

Wraz z szybkim rozwojem poziomu technologicznego w prawdziwym życiu nie jest trudno znaleźć zastosowanie czujników ultradźwiękowych. Czujniki ultradźwiękowe są szeroko stosowane w produkcji, energetyce elektrycznej, metalurgicznych materiałach budowlanych, przemyśle chemicznym, spożywczym, samochodowym, magazynowaniu, spedycji, tekstyliach, transporcie, eksploracji, poziomie cieczy, ze względu na ich wysoką dokładność pomiaru, stabilną pracę i kompensację temperatury. Monitorowanie poziomu, wykrywanie przepływu w kanale otwartym, technologia robotyczna, przetwórstwo spożywcze i inne gałęzie przemysłu mogą mierzyć zarówno materiały płynne, jak i materiały stałe.

Chociaż ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości jest szeroko stosowany, dobre złoto nie wystarczy, nikt nie jest doskonały. Z Twojego wcześniejszego zrozumienia i doświadczenia w zakresie czujników ultradźwiękowych, czy są jakieś zalety i wady przetwornika ultradźwiękowego, czy te zalety i wady będą miały pewien wpływ na nasze życie? To wtedy dogłębnie rozumiemy czujniki ultradźwiękowe.

Przede wszystkim porozmawiajmy o zasadzie działania przetwornika ultradźwiękowego: czujnik ultradźwiękowy to czujnik opracowany w oparciu o charakterystykę fal ultradźwiękowych. Sonda ultradźwiękowa składa się głównie z chipów piezoelektrycznych, które mogą zarówno transmitować, jak i odbierać fale ultradźwiękowe. Piezoelektryczny generator ultradźwiękowy faktycznie wykorzystuje do pracy rezonans kryształu piezoelektrycznego. Posiada dwa chipy piezoelektryczne i płytkę rezonansową. Kiedy częstotliwość sygnału impulsowego przyłożonego do jego biegunów jest równa naturalnej częstotliwości oscylacji płytki piezoelektrycznej, płytka piezoelektryczna będzie rezonować i wprawi płytkę rezonansową w drgania, a czujnik przetwornika ultradźwiękowego wygeneruje fale ultradźwiękowe. I odwrotnie, jeśli między dwiema elektrodami nie zostanie przyłożone napięcie, a płyta rezonansowa odbierze fale ultradźwiękowe, dociśnie płytkę piezoelektryczną, aby wibrować i przekształcać energię mechaniczną w sygnały elektryczne. W tym momencie staje się odbiornikiem ultradźwiękowym. Do wykrywania wykorzystuje się najczęściej sondy ultradźwiękowe małej mocy. Mają wiele różnych struktur i można je podzielić na sondy proste (fale podłużne), sondy ukośne (fale poprzeczne), sondy powierzchniowe (fale powierzchniowe), sondy typu lamb-wave (fala baranka) i sondy podwójne (jedna sonda odbija, a druga odbiera).

Po drugie, wykorzystanie właściwości ultradźwiękowych do pomiaru obiektów ma wiele zalet. Dzieje się tak, ponieważ fale ultradźwiękowe charakteryzują się wysoką częstotliwością, krótką długością fali i małymi zjawiskami dyfrakcyjnymi, szczególnie dobrą kierunkowością, i mogą być propagacją promieniową i kierunkową. Fale ultradźwiękowe mają dużą zdolność przenikania cieczy i ciał stałych, zwłaszcza nieprzezroczystych ciał stałych, które mogą penetrować głębokość kilkudziesięciu metrów. Fale ultradźwiękowe napotykające zanieczyszczenia lub powierzchnie międzyfazowe będą wytwarzać znaczne odbicia i przekształcać się w echa, a dotykanie poruszających się obiektów może wywołać efekt Dopplera. Czujniki ultradźwiękowe opracowane w oparciu o charakterystykę ultradźwiękową nazywane są „czujnikami ultradźwiękowymi” i są szeroko stosowane w przemyśle, obronie narodowej, biomedycynie itp. Ponieważ jednak punkt Curie materiału piezoelektrycznego jest na ogół stosunkowo wysoki, zwłaszcza czujnik ultradźwiękowy używany do diagnostyki wykorzystuje mały czujnik ultradźwiękowy, temperatura pracy jest stosunkowo niska i może pracować przez długi czas bezawaryjnie. Medyczne sondy ultradźwiękowe charakteryzują się stosunkowo wysokimi temperaturami i wymagają osobnego sprzętu chłodniczego. Czułość zależy głównie od samej płytki piezoelektrycznej. Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego jest duży, a czułość wysoka; w przeciwnym razie czułość jest niska. Są trzy powody:

2. Napięcie sterujące jest stosunkowo wysokie, zwykle mieści się w przedziale od 100 Vp-p do 1500 Vp-p. W wielu urządzeniach niskiego napięcia do wzmocnienia wymagany jest transformator impulsowy, ale powoduje to również pewne skomplikowane problemy. Jeżeli jest czujnik z napędem niskonapięciowym 3~5V (większa moc) to będzie lepiej;

3. Czułość powinna być wyższa.
Widać, że ultradźwiękowy pomiar głębokości przetwornikiem potrafi emitować, odbierać i analizować dźwięk, którego nasze ludzkie ucho nie jest w stanie wykryć. Jeśli chodzi o wykrywanie, zastosowanie czujników ultradźwiękowych może zapewnić takie funkcje, jak ultradźwiękowe wykrywanie odległości i ultradźwiękowe wykrywanie wad, które można wykorzystać do wykrywania wraków okrętów podwodnych, okrętów podwodnych wroga i wyświetlania wewnętrznych obrażeń metalowych. Można je zastosować w różnych dziedzinach techniki, takich jak przemysł, rolnictwo, przemysł lekki i leczenie, które są ściśle związane z naszym życiem. Jeśli chodzi o analizę niektórych zalet i wad czujników ultradźwiękowych, przedstawiłem to wszystkim tutaj. Jeśli nadal interesują Cię zalety i wady czujników ultradźwiękowych, możesz chcieć samodzielnie skorzystać z czujników ultradźwiękowych. Poznaj zalety i wady czujników ultradźwiękowych w określonym czasie. Jeśli znajdziesz sposób na rozwiązanie wad czujników ultradźwiękowych w procesie stosowania czujników ultradźwiękowych, możesz również skonsultować się z profesjonalnymi badaczami pokrewnych czujników ultradźwiękowych.