Principiul de funcționare și structura senzorului de nivel de lichid cu ultrasunete

Principiul de funcționare  

Senzorii cu ultrasunete sunt senzori dezvoltați folosind caracteristicile undelor ultrasonice. Traductorul cu ultrasunete subacvatic este o undă mecanică cu o frecvență de vibrație mai mare decât undele sonore. Este generată de vibrația cipului traductorului sub excitarea tensiunii. Are frecvență înaltă, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mic, direcționalitate deosebit de bună și poate fi direcționat în raze. Diseminare și alte caracteristici. Undele ultrasonice au o mare capacitate de a pătrunde în lichide și solide, în special în solidele care sunt opace la lumina soarelui. Poate pătrunde până la o adâncime de zeci de metri. Când unda ultrasonică lovește impuritatea sau interfața,Traductorul piezoelectric cu ultrasunete  va produce o reflexie semnificativă pentru a forma un ecou și poate produce un efect Doppler atunci când lovește un obiect în mișcare. Prin urmare, testarea cu ultrasunete este utilizată pe scară largă în industrie, apărare națională, biomedicină și alte aspecte. Ultrasunetele sunt folosite ca metodă de detectare și este necesară generarea și recepția undelor ultrasonice. Dispozitivul care îndeplinește această funcție este un senzor ultrasonic, care se numește în mod obișnuit traductor ultrasonic sau o sondă ultrasonică. 

Structura și compoziția  

Măsurarea adâncimii traductorului ultrasonic  este compusă în principal din plachete 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 cu undă miel (undă lam), sondă dublă (reflexie o sondă, recepție o sondă) Așteptați. Miezul senzorului cu ultrasunete este un cip piezoelectric în mantaua sa din plastic sau metal. Pot exista multe tipuri de materiale care alcătuiesc napolitana. Mărimea plachetei, cum ar fi diametrul și grosimea, sunt, de asemenea, diferite, astfel încât performanța fiecărui senzor este diferită, trebuie să-i cunoaștem performanța înainte de utilizare. 

Principalii indicatori de performanță ai senzorilor ultrasonici

(1) Frecvența de funcționare. Frecvența de lucru este frecvența de rezonanță a plachetei piezoelectrice. Când frecvența tensiunii AC aplicată la cele două capete ale sale este egală cu frecvența de rezonanță a cipului, energia de ieșire este cea mai mare și sensibilitatea este cea mai mare. 

(2) Temperatura de lucru. Deoarece punctul Curie al materialelor piezoelectrice este, în general, relativ ridicat, mai ales atunci când sonda cu ultrasunete utilizată pentru diagnosticare utilizează putere redusă, temperatura de lucru este relativ scăzută și poate funcționa mult timp fără defecțiuni. Senzorii medicali cu ultrasunete au temperaturi relativ ridicate și necesită echipamente de refrigerare separate. 

(3) Sensibilitate. Depinde în principal de napolitana în sine. Coeficientul de cuplare electromecanic este mare, iar sensibilitatea este mare; dimpotrivă, sensibilitatea este scăzută. 

La fel ca senzorii cu ultrasunete, un vibrator compozit este fixat flexibil pe bază. Vibratorul compozit este o combinație între un rezonator și un vibrator cu element bimorf compus dintr-o foaie de metal și o foaie ceramică piezoelectrică. Rezonatorul are forma unui corn, iar scopul este de a radia eficient undele ultrasonice generate din cauza vibrației și de a concentra eficient undele ultrasonice în centrul vibratorului. 

Senzorii cu ultrasunete pentru utilizare în exterior trebuie să aibă proprietăți bune de etanșare pentru a preveni pătrunderea rouei, ploii și prafului. Ceramica piezoelectrică este fixată pe partea interioară a superioară a cutiei metalice. Baza este fixată de capătul deschis al cutiei și acoperită cu rășină. Pentru senzorii cu ultrasunete utilizați la roboții industriali, este necesar să aibă o precizie de 1 mm și radiații ultrasonice puternice.