Cunoștințe aferente senzorilor cu traductor ultrasonic

introducere de bază:

Senzorul cu traductoare cu ultrasunete este dezvoltat folosind caracteristicile ultrasunetelor. Are caracteristicile de înaltă frecvență, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mic, în special directivitate bună, care poate deveni raze și se poate propaga direcțional. Undele ultrasonice au o mare capacitate de a pătrunde în lichide și solide. Undele ultrasunete vor provoca reflexii semnificative atunci când întâlnesc impurități sau interfețe, formând ecouri și pot produce efecte Doppler atunci când întâlnesc obiecte în mișcare. Prin urmare, testarea cu ultrasunete este utilizată pe scară largă în industrie, apărare națională, biomedicină etc. Pentru a utiliza ultrasunetele ca metodă de detectare, ultrasunetele trebuie generate și primite. Dispozitivul care îndeplinește această funcție este un senzor ultrasonic, care este denumit în mod obișnuit traductor ultrasonic sau sondă ultrasonică.

 componenta:

Sonda de unde acustice este compusă în principal din napolitane piezoelectrice, care pot transmite și recepționa unde ultrasonice. Sondele cu ultrasunete de putere redusă sunt utilizate în principal pentru detectare. Are multe structuri diferite, care pot fi împărțite în sondă dreaptă (undă longitudinală), sondă oblică (undă transversală), sondă cu undă de suprafață (undă de suprafață), sondă (undă de miel), sondă duală (reflexia unei sonde, recepția unei sonde), etc.

Principiul de funcționare:

Oamenii pot auzi sunetul deoarece vibrația obiectului este în intervalul de 20KHZ, mai mult de 20KHZ se numește ultrasunete, iar mai puțin de 20HZ se numește infrasunete. 

Ultrasunetele este un fel de oscilație mecanică în mediu elastic, care are două forme: oscilație transversală (undă transversală) și oscilație longitudinală (undă longitudinală). Aplicația în industrie adoptă în principal oscilația longitudinală. Undele ultrasonice se pot propaga în gaze, lichide și solide, iar vitezele de propagare ale acestora sunt diferite. În plus, are și fenomene de refracție și reflexie și atenuare în timpul propagării. Frecvența undelor ultrasonice Contorul de nivel ultrasonic fără contact se propagă în aer este scăzut, în general zeci de KHZ, în timp ce în solide și lichide, frecvența poate fi mai mare. Atenuarea este mai rapidă în aer, în timp ce se răspândește în lichid și solid, atenuarea este mică, iar răspândirea este mai lungă. Folosind caracteristicile ultrasunetelor, acesta poate fi transformat în diverși senzori ultrasonici, echipați cu diferite circuite și transformat în diverse instrumente și dispozitive de măsurare cu ultrasunete, și sunt utilizate pe scară largă în comunicare, aparate medicale și alte aspecte.

Principalele materiale ale Traductorul cu ultrasunete de 200KHz este cristal piezoelectric (electrostricție) și aliaj de nichel-fier-aluminiu (magnetostricție). Materialele electrostrictive includ titanat de zirconat de plumb (PZT) și așa mai departe. Senzorul cu ultrasunete compus din cristal piezoelectric este un senzor reversibil. Poate converti energia electrică în oscilație mecanică pentru a genera unde ultrasonice. În același timp, atunci când primește unde ultrasonice, poate fi și transformat în energie electrică, deci poate fi împărțit în emițători sau receptori. Unii senzori ultrasonici pot trimite și recepționa. Aici este introdus doar senzorul ultrasonic mic. Există o mică diferență între trimitere și primire. Este potrivit pentru transmisia în aer, iar frecvența de lucru este în general 23-25KHZ și 40-45KHZ. Acest tip de senzor cu ultrasunete este potrivit pentru telecomandă, control de la distanță, antifurt și alte scopuri. Există T/R-40-60, T/R-40-12 etc. (unde T înseamnă trimitere, R înseamnă primire, 40 înseamnă frecvența de 40KHZ, 16 și 12 înseamnă diametrul său exterior, în milimetri). Există și un senzor ultrasonic sigilat (tip MA40EI). Se caracterizează prin faptul că este rezistent la apă (dar nu în apă) și poate fi folosit ca comutator de nivel de material și de proximitate. Performanța sa este mai bună. Există trei tipuri de bază de aplicații cu ultrasunete, tipul de transmisie este utilizat pentru telecomandă, alarmă antifurt, ușă automată, comutator de proximitate etc.; tipul de reflexie separat este utilizat pentru măsurarea distanței, a nivelului lichidului sau a nivelului materialului; tipul de reflexie este utilizat pentru detectarea defectelor de material, măsurarea grosimii etc. Este compus din senzor de trimitere (sau emițător de undă), senzor de recepție (sau receptor de undă), parte de control și parte de alimentare. Senzorul transmițător este compus dintr-un transmițător și un traductor vibrator ceramic cu un diametru de aproximativ 15mm. Funcția traductorului este de a converti energia electrică de vibrație a vibratorului ceramic în super energie și de a radia în aer; în timp ce senzorul de recepție este compus dintr-un traductor vibrator ceramic Compus cu un circuit amplificator, traductorul primește unda pentru a produce vibrații mecanice și o transformă în energie electrică, care este folosită ca ieșire a receptorului senzorului cu ultrasunete pentru a detecta super transmisie. În utilizare efectivă, poate fi folosit și vibratorul ceramic utilizat ca senzor de transmisie. Folosit ca vibrator ceramic pentru senzorul receptor. Partea de control controlează în principal frecvența lanțului de impulsuri, ciclul de funcționare, modularea rară, distanța de numărare și detecție trimisă de transmițător.

Program de lucru

Dacă o tensiune de înaltă frecvență de 40KHz este aplicată pe placa ceramică piezoelectrică (oscilator cu dublu cristal) cu o frecvență de rezonanță de 40KHz în senzorul de transmisie, placa ceramică piezoelectrică se va extinde și se va contracta în funcție de polaritatea tensiunii de înaltă frecvență aplicată și apoi trimite unde ultrasonice de 40KHz. traductorul ultrasonic din material alamă se propagă sub formă de densitate (gradul de densitate poate fi modulat de circuitul de comandă) și este transmis la receptorul de undă. Receptorul folosește principiul efectului piezoelectric utilizat de senzorul de presiune, adică aplicarea unei presiuni asupra elementului piezoelectric pentru a provoca încordarea elementului piezoelectric, apoi un sinus de 40KHz cu un pol „+” pe o parte și un pol „-” pe cealaltă parte. Deoarece amplitudinea tensiunii de înaltă frecvență este mică, aceasta trebuie amplificată. Senzorii cu ultrasunete permit șoferului să facă înapoi în siguranță. Principiul este de a detecta orice obstacole pe sau în apropierea căii de sprijin și de a emite un avertisment la timp. Sistemul de detectare proiectat poate furniza atât avertismente sonore, cât și vizuale, sonore și vizuale în același timp. Avertismentul indică faptul că distanța și direcția obstacolelor din zona oarbă sunt detectate. In acest fel, fie ca se parca sau se conduce intr-un loc ingust, cu ajutorul sistemului de detectare a alarmei obstacole in marsarier, presiunea psihologica a soferului va fi redusa, iar soferul poate lua actiunile necesare cu usurinta.

La

Rețineți când utilizați:

1. Pentru a asigura fiabilitatea și durata de viață lungă, nu utilizați senzorul în aer liber sau unde temperatura este mai mare decât temperatura nominală.

2. Senzorul cu ultrasunete folosește aer ca mediu de transmisie, așa că atunci când temperatura locală este diferită, reflexia și refracția la graniță pot cauza defecțiuni, iar distanța de detectare se va schimba și atunci când bate vântul. Prin urmare, senzorii cu ultrasunete nu trebuie utilizați lângă echipamente precum ventilatoarele forțate.

3. Jetul de la duza de aer are mai multe frecvențe, așa că va afecta senzorul cu ultrasunete și nu ar trebui folosit în apropierea senzorului.

4. Picăturile de apă de pe suprafața senzorului scurtează distanța de detectare.

5. Materiale precum pudra și firele de bumbac nu pot fi detectate atunci când absorb sunetul (senzor reflectorizant).

6. Senzorul cu ultrasunete poate fi utilizat în zona de vid sau în zona anti-explozie.

7. Nu utilizați senzorul cu ultrasunete într-o zonă cu abur; atmosfera în această zonă este inegală. Va fi generat un gradient de temperatură, care va cauza erori de măsurare.