Як працює ультразвуковий датчик

Звук, який чують люди, виникає внаслідок вібрації предметів. Його частота знаходиться в діапазоні 20 Гц-20 кГц ультразвукового датчика. Якщо вона перевищує 20 кГц, це називається ультразвуковою хвилею, а якщо нижче 20 Гц, це називається інфразвуковою хвилею. Зазвичай використовувані ультразвукові частоти становлять десятки кГц-десятки МГц.

Ультразвукова хвиля - це різновид механічних коливань у пружному середовищі, які мають дві форми: поперечні коливання (зсувна хвиля) і поздовжні коливання (поздовжня хвиля). Застосування ультразвукові перетворювачі в промисловості в основному приймають поздовжні коливання. Ультразвукові хвилі можуть поширюватися в газах, рідинах і твердих тілах з різною швидкістю. Крім того, він також має явища заломлення та відбиття, а також має ослаблення під час поширення. Ультразвук поширюється в повітрі, і його частота низька, як правило, десятки кГц, тоді як у твердому та рідкому стані частота може бути вищою. Він швидше загасає в повітрі, але поширюється в рідинах і твердих тілах з меншим загасанням і поширюється далі. Використовуючи характеристики ультразвуку, його можна перетворити в різні ультразвукові датчики, поєднані з різними схемами, в різні пристрої та пристрої та широко використовувати в комунікації, медичних приладах та інших аспектах.

Основними матеріалами ультразвукових датчиків є п'єзоелектричні ультразвукові перетворювачі (електрострикційні) і нікель-залізо-алюмінієвий сплав (магнітострикційні). Електрострикційні матеріали включають титанат цирконат свинцю (PZT) тощо. Ультразвуковий датчик, що складається з п’єзоелектричних кристалів, є реверсивним датчиком, який може перетворювати електричну енергію в механічні коливання для генерації ультразвукових хвиль. У той же час, коли він отримує ультразвукові хвилі, він також може перетворюватися в електричну енергію, тому його можна розділити на передавачі та приймачі. Деякі ультразвукові датчики можуть як надсилати, так і отримувати. Тільки маленькі тут введені перетворювачі ультразвукового діапазону , а передача і прийом трохи відрізняються. Він підходить для передачі в повітрі  і робочої частоти.