Principiul și aplicarea senzorului de poziție cu ultrasunete

  Undele cu ultrasunete sunt un termen general pentru undele mecanice a căror frecvență depășește limita de frecvență auditivă a omului (aproximativ 20 kHz). Undele ultrasonice sunt generate de traductorul de vibrație sub excitarea tensiunii. Traductorul de măsurare a distanței are caracteristicile de înaltă frecvență, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mic, în special o directivitate bună, este capabil să fie propagat cu raze și direcționat. Traductoarele cu ultrasunete sunt cunoscute și sub denumirea de senzori ultrasonici sau sonde ultrasonice. Indicatorul de nivel cu ultrasunete este un indicator de nivel digital controlat de un microprocesor. În măsurare, traductorul de distanță cu impulsuri ultrasonice este emis de senzor (transductor), iar unda sonoră este reflectată de suprafața lichidului și apoi recepționată de receptorul ultrasonic, este convertită într-un semnal electric de către cristalul piezoelectric sau dispozitivul magnetostrictiv și transmisă și recepționată de unda sonoră. Timpul dintre calculul senzorului de distanță și suprafața obiectului măsurat. Datorită măsurării fără contact, mediul măsurat este aproape nelimitat,Traductorul de măsurare a distanței cu ultrasunete poate fi utilizat pe scară largă pentru măsurarea diferitelor materiale lichide și solide.

  Structura senzorului de poziție cu ultrasunete și performanța sa de traductor ultrasonic este compusă în principal din napolitane piezoelectrice, care pot emite unde sonore și pot primi și ultrasunete. Generatoarele piezoelectrice cu ultrasunete funcționează de fapt cu rezonanța unui cristal piezoelectric. Are două plachete piezoelectrice și o placă piezo rezonantă. Când cei doi poli ai săi plus au un semnal de impuls a cărui frecvență este egală cu frecvența naturală de oscilație a plachetei piezoelectrice, placa piezoelectrică va rezona și va conduce placa de rezonanță să vibreze pentru a genera unde ultrasonice. În schimb, dacă nu se aplică nicio tensiune între cei doi electrozi, atunci când placa rezonatoare primește unde ultrasonice,traductorul pentru distanță va comprima placa piezoelectrică pentru a vibra, transformă energia mecanică într-un semnal electric și va deveni un receptor ultrasonic.

  Sondele cu ultrasunete de putere redusă sunt în principal pentru detectare. Au multe structuri diferite, cum ar fi sonda dreaptă (undă longitudinală), sonda oblică (undă transversală), traductor pentru debitmetru , sondă de suprafață (undă de suprafață), sondă Lamb wave (undă lampă) și sondă dublă (o sondă emite, o sondă primește). Miezul sondei cu ultrasunete este o napolitană piezoelectrică în carcasa sa exterioară și există multe tipuri de materiale care constituie napolitana. Mărimea plachetei, cum ar fi diametrul și grosimea, este, de asemenea, diferită, astfel încât performanța fiecărei sonde este diferită, iar performanța acesteia trebuie cunoscută înainte de utilizare. Principalii indicatori de performanță ai senzorilor cu ultrasunete sunt următorii:

1.Frecventa de operare. Frecvența de funcționare a Senzorul ultrasonic de măsurare a distanței este frecvența de rezonanță a traductorului piezoelectric. Când frecvența tensiunii AC aplicată la ambele capete este egală cu frecvența de rezonanță a traductorului, energia de ieșire este maximă, iar sensibilitatea este cea mai mare.

2.Temperatura de funcționare. Deoarece punctul Curie al materialului piezoelectric este în general mare, în special, sonda ultrasonică pentru detectare Senzorul de măsurare a distanței are o putere mică, astfel încât temperatura de lucru este relativ scăzută și poate funcționa mult timp fără defecțiuni.