Principen för ultraljudsgivare

1 Introduktion

Med utvecklingen av ny teknik såsom automation, antalet ultraljudsgivare ökar, och alla moderna instrument och utrustning är oskiljaktiga från sensorer i industriell produktion, speciellt i produktionsprocesserna, olika givare används för att övervaka och kontrollera olika parametrar i produktionsprocessen, såsom temperatur, tryck, flöde, etc., för att få utrustningen att fungera på sitt bästa och produkten är av bästa kvalitet. I mitten av 1900-talet fann man att omvandlarkristaller av vissa medier (såsom kvartskristall, natriumkaliumtartratkristall, PZT-kristall, etc.) kan generera ultraljudsvågorna med högre effekt under inverkan av högspänning och smal puls. Det skiljer sig från hörbara ljudvågor, det kan användas för svetsning av integrerade kretsar och rengöring inuti bildröret. När det gäller upptäckt, givare för djup har egenskaperna för brytning och reflektion som liknar ljusvågor, och nanodetektorer med ultraljud kan användas. den upptäcker skeppsvrak på havsbotten och fiendens ubåtar. Ultraljud har trängt in i många områden av våra liv nu, såsom B-ultraljud, fjärrkontroll, stöldskyddstestning och så vidare.

2. Begreppet ultraljud

Människor kan höra att ljudet genereras av föremålets vibration. Dess frekvens ligger i intervallet 20Hz-20kHz, vilket kallas hörbar ljudvåg. Mekaniska vibrationer under 20 Hz är ohörbara för det mänskliga örat, så kallade infraljudvågor; mekaniska vibrationer över 20 kHz kallas ultraljudsvågor och används vanligtvis för ultraljudsfrekvenser av ultraljuds ekolodsgivare är från tiotals kHz till tiotals MHz. Ultraljudsvågor är mekaniska svängningar i det elastiska mediet. Det finns två former: lateral oscillation (tvärvåg) och longitudinell oscillation (längdvåg). Tillämpningar som används inom industrin använder ofta longitudinella oscillationer. Ultraljudsvågor kan färdas i gaser, vätskor och fasta ämnen, men med olika utbredningshastigheter. Dessutom har den också brytnings- och reflektionsfenomen som avtar under fortplantningen. Frekvensen av ultraljudsvågor som utbreder sig i luften är relativt låg, i allmänhet är den tiotals kHz, men dämpningen är snabbare; spridningsfrekvensen i fasta ämnen och vätskor är högre, men dämpningen är mindre och spridningen är längre.

3. Funktioner av ultraljud

Direktiviteten hos montering av ultraljudsgivare är bra, det är inte lätt att divergera, och energin är koncentrerad. Därför är penetrationskraften stor, och energiförlusten är liten efter att ha penetrerat stålplåten på flera meter tjock. Ultraljudsvågor kan producera betydande reflektion och brytning när de möter gränssnittet mellan de två medierna. Detta fenomen liknar ljusvågor. Den högre frekvensen är ultraljudet givare för flödesmätare , desto bättre är ljudfältets riktning, och desto närmare är reflektions- och brytningsegenskaperna för ljusvågen. Genom att använda egenskaperna hos ultraljudsvågor kan olika ultraljudssensorer användas, och olika kretsar kan användas för att tillverka olika ultraljudsmätinstrument och -anordningar, och används ofta i undervattenskommunikation, medicinska och hushållsapparater.

4. Principen för ultraljudssensor

Ultraljudssensorn är en sensor som utvecklats genom att utnyttja egenskaperna hos ultraljudsvågor och är sammansatt av en sändande sensor, en mottagande sensor, en kontrolldel och en strömförsörjningsdel. Sändarsensorn består av en sändare och en piezokeramisk vibratorgivare med en diameter på ca 15 mm. Funktionerna av ultraljudsflödesmätare omvandlar den elektriska vibrationsenergin från den keramiska vibratorn till superenergi och strålar ut i luften; den mottagande sensorn är en piezokeramisk vibratorgivare. Den är sammansatt av en förstärkningskrets, den mottagande 2MHz ultraljudssensor är till för att generera mekaniska vibrationer, omvandla dem till elektrisk energi och fungerar som en utgång från sensormottagaren för att detektera de överförda ultraljudsvågorna. Vid den faktiska användningen används den piezokeramiska vibratorn för den sändande sensorn, som även kan användas som en keramisk vibrator på den mottagande sensorn. Delen styr huvudsakligen pulsfrekvensen, arbetscykeln, sparsam modulering och räkning, samt detektionsavstånd som skickas av sändaren. strömförsörjningen för ultraljuds oljenivåsensor kan vara DC12V ± 10% eller 24V ± 10%.