Матеріал і принцип роботи ультразвукового датчика відстані

У промисловості типовим застосуванням ультразвукових хвиль є неруйнівний контроль металів і ультразвукове вимірювання товщини. У минулому багатьом технологіям перешкоджала нездатність виявляти внутрішню частину об’єктів, і поява технології ультразвукового зондування змінила цю ситуацію. Звичайно, більше ультразвукових датчиків стаціонарно встановлено на різних пристроях для фіксації сигналів. У майбутніх застосуваннях ультразвук буде поєднуватися з інформаційними технологіями та технологіями нових матеріалів, і з’являться більш розумні та високочутливі ультразвукові датчики.

Технологія ультразвукового датчика відстані використовує ультразвукові хвилі для проникнення в рідини та тверді тіла, особливо в непрозорі для сонячного світла тверді тіла, які можуть проникати на глибину в кілька десятків метрів. Коли ультразвукова хвиля потрапляє на домішку або поверхню розділу, вона виробляє значне відображення від відбиття в луну, яка може викликати ефект Доплера, коли вона потрапляє на рухомий об’єкт. Тому ультразвукове дослідження широко використовується в промисловості, національній обороні, біомедичній та інших сферах. Ультразвуковий датчик відстані може бути широко використаний для моніторингу рівня (рівня рідини), запобігання зіткненням роботів, різних ультразвукових безконтактних перемикачів, протиугінної сигналізації та інших пов’язаних галузей, що є надійною роботою, простим встановленням, водонепроникним типом, малим кутом запуску та високою чутливістю. Він зручний для підключення до промислових приладів відображення, а також забезпечує зонди з великими кутами запуску.

Принцип роботи полягає в тому, що люди чують, що звук створюється вібрацією об’єкта. Його частота знаходиться в діапазоні 20 кГц-20 МГц, більше 20 кГц називається ультразвуковою хвилею, а менше 20 Гц називається інфразвуковою хвилею. Зазвичай використовуються частоти ультразвуку 10 кГц-10 МГц. Ультразвук — це механічні коливання в пружному середовищі. Розрізняють дві форми: бічні коливання (поперечна хвиля) і поздовжні і коливання (поздовжня хвиля). У промисловості в основному використовуються поздовжні коливання. Ультразвукові хвилі можуть поширюватися в газах, рідинах і твердих тілах з різною швидкістю. Крім того, він також має явища заломлення та відбиття та затухає під час поширення. Ультразвукові хвилі передаються в повітрі на низькій частоті, як правило, десятки кГц, тоді як частоти ультразвукового датчика відстані вищі в твердих тілах і рідинах. Він швидше розкладається в повітрі та поширюється в рідинах і твердих тілах з меншим загасанням і довшим розповсюдженням. Використовуючи характеристики ультразвукових хвиль, його можна перетворити на різні ультразвукові датчики, оснащені різними схемами, а також зробити різні ультразвукові вимірювальні прилади та пристрої, і він широко використовується в комунікаціях, медичних приладах тощо.