Indicatori de performanță Senzor de distanță cu ultrasunete

Senzorul de distanță cu ultrasunete poate fi utilizat pe scară largă în domenii conexe, cum ar fi nivelul, nivelul lichidului, monitorizarea, robotul anti-coliziune, diverse comutatoare de proximitate cu ultrasunete și alarme antifurt. Este fiabil în funcționare, ușor de instalat, rezistent la apă, cu unghi mic de lansare, sensibilitate ridicată și confort. Este conectat la un instrument de afișare industrial și oferă, de asemenea, o sondă cu un unghi mare de emisie. Principiul de proiectare al senzorului ultrasonic de distanță este că senzorul ultrasonic este un senzor dezvoltat prin utilizarea caracteristicilor undelor ultrasonice. Unda ultrasonică este un fel de undă mecanică cu o frecvență de vibrație mai mare decât cea a undelor sonore. Este generată de vibrația plăcuței traductorului sub excitarea tensiunii. Are frecvență înaltă, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mic, o directivitate deosebit de bună poate fi orientată pe raze. Caracteristici precum comunicarea. 

Undele ultrasunete au o mare capacitate de a pătrunde în lichide și solide, în special în solidele opace la lumina soarelui, care pot pătrunde la adâncimi de câteva zeci de metri. Când o undă ultrasonică lovește o impuritate sau o interfață, va produce o reflexie semnificativă pentru a forma o reflectare într-un ecou, ​​care poate produce un efect Doppler atunci când lovește un obiect în mișcare. Prin urmare, testarea cu ultrasunete este utilizată pe scară largă în domeniile industrial, apărării naționale, biomedicale și în alte domenii. Ultrasunetele sunt folosite ca mijloc de detectare, iar unde ultrasonice și unde ultrasonice trebuie generate. Dispozitivul care îndeplinește această funcție este un senzor de măsurare a distanței cu ultrasunete, care este denumit în mod obișnuit traductor cu ultrasunete sau sondă cu ultrasunete. Indicatori de performanță ale senzorului de distanță cu ultrasunete, miezul sondei cu ultrasunete este o peliculă piezoelectrică în mantaua sa din plastic sau mantaua metalică. Există multe tipuri de materiale care constituie napolitana. Mărimea plachetei, cum ar fi diametrul și grosimea, este diferită, astfel încât performanța fiecărei sonde este diferită. Trebuie să cunoaștem performanța sa înainte de a folosi. Principalii indicatori de performanță ai senzorilor cu ultrasunete includ următoarele aspecte.

2. Temperatura de lucru.
Deoarece punctul de curie al materialului piezoelectric este în general ridicat, în special, sonda cu ultrasunete de diagnosticare utilizează mai puțină energie, astfel încât temperatura de funcționare este mai mică și poate funcționa mult timp fără a provoca defecțiuni. Sondele medicale cu ultrasunete sunt relativ fierbinți și necesită echipament de refrigerare separat.

Depinde în principal de fabricarea napolitanei în sine. Coeficientul de cuplare electromecanic este mare, sensibilitatea este mare, iar sensibilitatea este scăzută. Funcționarea structurii de tensiune a senzorului de distanță cu ultrasunete este aplicată ceramicii piezoelectrice, care va provoca deformații mecanice odată cu modificările tensiunii și frecvenței. Pe de altă parte, o sarcină electrică este generată atunci când ceramica piezoelectrică este vibrată. Cu acest principiu, atunci când un vibrator este compus din două ceramice piezoelectrice sau o bucată de ceramică piezoelectrică și o piesă de metal este numită element bimorf, un semnal ultrasonic este emis din cauza vibrației de încovoiere atunci când este aplicat un semnal electric. În schimb, atunci când senzorul ultrasonic pentru măsurarea distanței este aplicat elementului bimorf, este generat un semnal electric. Pe baza efectelor de mai sus, ceramica piezoelectrică poate fi folosită ca senzor ultrasonic. La fel ca un senzor cu ultrasunete, un vibrator compozit este fixat flexibil pe bază. 

Vibratorul compozit este o combinație între un rezonator și un vibrator bimorf compus dintr-un metal și o ceramică piezoelectrică. Rezonatorul are formă de corn pentru a radia eficient undele ultrasonice generate de vibrații și pentru a concentra eficient undele ultrasonice în porțiunea centrală a vibratorului. Senzorii cu ultrasunete trebuie să aibă o etanșare bună pentru a preveni pătrunderea rouei, ploii și prafului în aer liber. Ceramica piezoelectrică este fixată pe partea interioară a superioară a carcasei metalice. Baza este fixată la capătul deschis al carcasei și acoperită cu o rășină. Pentru fișa tehnică a senzorului de distanță cu ultrasunete, care este utilizat la roboții industriali, este necesară precizia de 1 mm și este necesară o radiație ultrasonică puternică. Cu vibrația de îndoire a unui vibrator cu element bimorf convențional, este imposibil să se realizeze acest lucru la o frecvență mai mare de 75 kHz. Prin urmare, ceramica piezoelectrică cu modul de vibrație de grosime verticală trebuie utilizată în detectarea de înaltă frecvență. În acest caz, devine importantă potrivirea impedanței acustice a ceramicii piezoelectrice cu aerul. Impedanța acustică a ceramicii piezoelectrice este de 2,6 x 107 kg/m2s, iar impedanța acustică a aerului este de 4,3 x 102 kg/m2s. Diferența poate duce la o pierdere mare pe suprafața radiației vibrante ceramice piezoelectrice. Un material special aderă la ceramica piezoelectrică ca strat de potrivire acustică pentru a se potrivi cu impedanța acustică a aerului. Această structură permite senzorului cu ultrasunete să funcționeze în continuare normal la frecvențe de până la 100 kHz.