O imagine fizică a unui traductor de tip disc piezoelectric proiectat și fabricat. Pentru a reduce influența zgomotului cu mai multe căi, folosind zona Fresnel a câmpului sonor menționat mai sus, traductorul cu ultrasunete este puțin mai înalt decât suprafața radiantă (sau fereastra acustică) a traductorului piezoelectric pentru a bloca ținta înconjurătoare. Dezordinea sa reflectat înapoi de la obiect. Experimentele au arătat că această măsurătoare poate reduce interferența dezordinii reflectată de obiectele din jurul țintei. Caracteristicile de măsurare ale traductoarelor cu ultrasunete are procedura de testare după cum urmează: traductorul este excitat intermitent de o sursă de alimentare cu impulsuri de înaltă tensiune, iar tensiunea de vârf pe traductor la diferite puncte de frecvență este observată și înregistrată de un osciloscop; în același timp, traductorul este observat intermitent și înregistrat ca semnal de ecou. Vârful de tensiune rezultat (neamplificat). Raportul dintre valoarea de vârf a tensiunii de ieșire a traductorului și valoarea de vârf a tensiunii de excitare a traductorului sub acțiunea semnalelor de excitare de diferite frecvențe reflectă aproximativ factorul de calitate sau banda de frecvență de funcționare a traductorului. Aici, ecoul este un semnal ultrasonic reflectat înapoi de perete la 1 metru de traductor.
Potrivirea impedanței electromecanice a traductorului cu ultrasunete pentru adâncime este foarte importantă pentru a înțelege caracteristicile de impedanță ale traductoarelor piezoelectrice. În caz contrar, este imposibil să se aplice tehnologia de potrivire a impedanței electromecanice pentru a proiecta circuite de transmisie cu ultrasunete și circuite de recepție, ceea ce va afecta grav performanța senzorilor ultrasonici. În plus, având în vedere simplitatea implementării circuitului de transmisie ultrasonică, transformatorul de impulsuri este de obicei utilizat pentru a amplifica direct semnalul de impuls ultrasonic de joasă frecvență. Pentru astfel de circuite de transmisie cu ultrasunete, datorită frecvenței înalte a ultrasunetelor.
Circuitul echivalent al vibratorului piezoelectric determină frecvența de rezonanță serie f a vibratorului piezoelectric din inductanța seriei L și capacitatea seriei C într-un interval de frecvență relativ îngust, adică în punctul de frecvență, reactanța capacitivă Xc a capacității echivalente C și altele asemenea. Prin urmare, impedanța vibratorului piezoelectric}Z{ atinge o valoare minimă a cărei mărime este determinată de rezistența echivalentă R. În vecinătatea fr, traductoarele piezoelectrice sunt cele mai eficiente ca transmițătoare ultrasonice. Capacitatea paralelă echivalentă Co și inductanța L și capacitatea C determină împreună o altă frecvență de rezonanță a vibratorului piezoelectric, care se numește frecvența anti-rezonanță fa, care este puțin mai mare decât raportul. Frecvența antirezonanta nu este ok. La această frecvență, impedanța oscilatorului piezoelectric}Z atinge valoarea sa maximă; langa copil, traductorul este cel mai eficient ca receptor. Capacitatele paralele echivalente externe, cum ar fi cablurile externe, prizele și circuitele transceiver ale vibratorului piezoelectric vor schimba frecvența anti-rezonantă a vibratorului piezoelectric, dar nu vor afecta frecvența de rezonanță în serie. În plus, capacitatea paralelă Co ca sarcină AC va reduce amplitudinea semnalului de eco; în același timp, impedanța de rezonanță a oscilatorului piezoelectric va fi redusă, astfel încât circuitul de transmisie cu ultrasunete trebuie să furnizeze o valoare de curent mai mare pentru a se asigura că este aplicată la ambele capete ale vibratorului piezoelectric. Amplitudinea tensiunii îndeplinește cerințele de proiectare.
Impedanța vibratorului piezoelectric este la un anumit punct de frecvență (cu excepția frecvenței de rezonanță). Caracteristicile de impedanță ale traductorului de măsurare a adâncimii cu ultrasunete pot fi exprimate ca circuite echivalente în serie, paralele capacitive sau inductive R este rezistența seriei, iar Xs este impedanța seriei. ; Rp reprezintă rezistența paralelă, iar Xp reprezintă impedanța paralelă. Valoarea impedanței de rezonanță a oscilatorului piezoelectric R (R=RS=Rp) este unul dintre parametrii importanți ai traductoarelor piezoelectrice. Următorii pași pot fi utilizați pentru a determina valoarea lui R: Metoda de cablare a instrumentului de testare și a vibratorului piezoelectric, care valoarea inițială a potențiometrului este 1kS2o. Reglarea frecvenței generatorului de semnal sinusoid până când amplitudinea semnalului sinusoidal afișat de osciloscop arată o valoare minimă. În acest moment, frecvența generatorului de semnal este apropiată de cea a traductorului piezoelectric. frecventa de lucru. Deconectați borna vibratorului piezoelectric și reglați rezistența potențiometrului la 0 (scurtcircuit) pentru a înregistra amplitudinea semnalului afișat de osciloscop. Reconectați vibratorul piezoelectric la circuitul de testare și reglați rezistența potențiometrului până când amplitudinea semnalului afișat de osciloscop este exact jumătate din cea când vibratorul piezoelectric este deschis. Scoaterea potențiometrului din circuitul de testare și măsurarea rezistenței potențiometrului cu un multimetru. Impedanța de rezonanță a vibratorului piezoelectric este egală cu suma rezistenței interne a generatorului de semnal și a rezistenței potențiometrului. Traductorul cu disc piezoelectric a fost testat. Frecvența de rezonanță a traductorului a fost de 24,5 kHz, iar rezistența de rezonanță a fost de aproximativ 475 SZo. Potrivirea impedanței traductorului de adâncime a sunetului ultrasonic receptor este în circuitul de recepție. Este destinat să utilizeze un preamplificator de înaltă impedanță a cărui impedanță este mult mai mare decât impedanța de rezonanță R a traductorului. Prin urmare, preamplificatorul poate fi direct transdus
Hubei Hannas Tech Co., Ltd este un producător profesionist de ceramică piezoelectrică și traductoare cu ultrasunete, dedicat tehnologiei ultrasonice și aplicațiilor industriale.
