Індикатори продуктивності Ультразвуковий датчик відстані

Ультразвуковий датчик відстані може бути широко використаний у суміжних областях, таких як рівень, рівень рідини, моніторинг, захист від зіткнень роботів, різні ультразвукові перемикачі наближення та протиугінні сигналізації. Він надійний в роботі, простий в установці, водонепроникний, з малим кутом запуску, високою чутливістю і зручністю. Він підключається до промислового приладу відображення, а також забезпечує зонд з великим кутом випромінювання. Принцип розробки ультразвукового датчика відстані полягає в тому, що ультразвуковий датчик є датчиком, розробленим з використанням характеристик ультразвукових хвиль. Ультразвукова хвиля є різновидом механічної хвилі з частотою вібрації, вищою, ніж у звукових хвиль. Він генерується вібрацією пластини перетворювача під дією напруги. Він має високу частоту, коротку довжину хвилі, невелике явище дифракції, особливо хорошу спрямованість може бути орієнтований на промінь. Такі характеристики, як спілкування. 

Ультразвукові хвилі мають велику здатність проникати в рідини і 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, утворюючи 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. Ультразвук використовується як засіб виявлення, і ультразвукові хвилі та ультразвукові хвилі повинні генеруватися. Пристроєм, який виконує цю функцію, є ультразвуковий датчик відстані, який прийнято називати ультразвуковим перетворювачем або ультразвуковим зондом. Індикатори продуктивності ультразвукового датчика відстані, серцевиною ультразвукового зонда є п’єзоелектрична плівка в пластиковій або металевій оболонці. Є багато видів матеріалів, що утворюють пластину. Розмір пластини, наприклад діаметр і товщина, різний, тому продуктивність кожного зонда різна. Ми повинні знати його ефективність перед використанням. Основні показники ефективності ультразвукових датчиків включають наступні аспекти.

2. Робоча температура.
Оскільки точка Кюрі п’єзоелектричного матеріалу, як правило, висока, зокрема, діагностичний ультразвуковий зонд споживає менше енергії, тому робоча температура нижча, і він може працювати протягом тривалого часу, не викликаючи збою. Медичні ультразвукові зонди є відносно гарячими і потребують окремого холодильного обладнання.

В основному це залежить від виробництва самої пластини. Коефіцієнт електромеханічного зчеплення великий, чутливість висока, а чутливість низька. Робота ультразвукової структури датчика відстані напруги застосовується до п'єзоелектричної кераміки, яка викликає механічну деформацію зі змінами напруги та частоти. З іншого боку, електричний заряд генерується, коли п’єзоелектрична кераміка вібрує. Відповідно до цього принципу, коли вібратор складається з двох п’єзоелектричних керамічних елементів або шматка п’єзоелектричної кераміки та металевого шматка називається біморфним елементом, ультразвуковий сигнал випромінюється через вібрацію згину, коли подається електричний сигнал. І навпаки, коли ультразвуковий датчик для вимірювання відстані прикладається до біморфного елемента, генерується електричний сигнал. Виходячи з перерахованих вище ефектів, п’єзокераміку можна використовувати як ультразвуковий датчик. Як і ультразвуковий датчик, композитний вібратор гнучко кріпиться до основи. 

Композитний вібратор являє собою комбінацію резонатора та біморфного вібратора, що складається з металу та п'єзоелектричної кераміки. Резонатор має форму рогу, щоб ефективно випромінювати ультразвукові хвилі, створювані вібрацією, і ефективно концентрувати ультразвукові хвилі в центральній частині вібратора. Ультразвукові датчики повинні мати хорошу герметичність, щоб запобігти потраплянню роси, дощу та пилу назовні. П'єзокераміка закріплена на внутрішній стороні верхньої частини металевого корпусу. Основа закріплена на відкритому кінці корпусу та покрита смолою. Для опису даних ультразвукового датчика відстані, який використовується в промислових роботах, потрібна точність 1 мм і сильне ультразвукове випромінювання. За допомогою згинальної вібрації звичайного біморфного вібратора неможливо досягти цього на частоті вище 75 кГц. Тому для високочастотного детектування необхідно використовувати п’єзоелектричну кераміку з режимом коливань вертикальної товщини. У цьому випадку важливим стає узгодження акустичного опору п'єзоелектричної кераміки з повітрям. Акустичний опір п'єзоелектричної кераміки становить 2,6 × 107 кг/м2 с, а акустичний опір повітря – 4,3 × 102 кг/м2 с. Різниця може призвести до великих втрат на поверхні п'єзоелектричної кераміки коливального випромінювання. Спеціальний матеріал приклеюється до п’єзоелектричної кераміки як акустичний шар, що відповідає акустичному опору повітря. Така структура дозволяє ультразвуковому датчику все ще нормально працювати на частотах до 100 кГц.