Piezoelektrisk ultraljudsgivare

Ultraljudsgivare är i huvudsak en klass av elektromekaniska energiomvandlingsanordningar, som kan delas in i piezoelektriska, elektromagnetiska och magnetostriktiva typer enligt deras arbetsprinciper. För närvarande är vanliga ultraljudsgivare i allmänhet piezoelektriska, vilket fungerar genom att använda de positiva och negativa piezoelektriska effekterna av piezoelektriska material. Det piezoelektriska materialet tvingas generera elektrisk laddning, vilket kallas positiv piezoelektrisk effekt. Omvänt, när ett elektriskt fält appliceras på det piezoelektriska materialet, kommer det piezoelektriska materialet att producera mekanisk deformation och mekanisk spänning. Detta fenomen kallas invers piezoelektrisk effekt. När ultraljudsgivarens pålagda elektriska fält är en alternerande signal, kan olika former av elastiska vågor exciteras i det piezoelektriska materialet. När frekvensen för det alternerande elektriska fältet sammanfaller med den mekaniska resonansfrekvensen för det piezoelektriska materialet är det piezoelektriska materialet i ett mekaniskt resonanstillstånd och blir en piezoelektrisk vibrator. Om den mekaniska resonansfrekvensen är i ultraljudsspektrumet är den mekaniska vågen som sänds ut av den piezoelektriska vibratorn ultraljud.

I ultraljudstestningstekniken, den ultraljudssändande sonden och den mottagande ultraljudsavståndssonden kan tillverkas separat genom att använda de positiva och negativa piezoelektriska effekterna. Eftersom den piezoelektriska effekten är reversibel, sänder och tar de flesta ultraljudsonder.

Ultraljudsavståndsmätningssensorer kan delas in i tre områden: stora, medelstora och små beroende på deras arbetsavstånd. Bland dem är detekteringsavståndet med liten räckvidd mindre än 2m, arbetsfrekvensen är mellan 90-300kHz; detekteringsavståndet för medelhöga avstånd är cirka 20 m, arbetsfrekvensen är mellan 90 kHz; den stora 300KHz ultraljudsgivarens sensor är cirka 50m, och arbetsfrekvensen är mellan 20-30kHz. Dessutom finns det en ljudavståndssensor vars detekteringsavstånd är större än 50 m och arbetsfrekvensen är cirka 10 kHz.