Die beginsel van ultrasoniese wissel

Ultrasonic Ranging is 'n tegnologie wat klankgolwe gebruik om die afstand tussen twee voorwerpe te bepaal. Dit het 'n noodsaaklike instrument in verskillende bedrywe geword, insluitend motor, gesondheidsorg en robotika. Die doel van hierdie artikel is om 'n uitgebreide uiteensetting van die beginsel van ultrasoniese en die toepassings daarvan te gee.

Wat is ultrasonies?

Ultrasonic Ranging is 'n tegniek wat klankgolwe met 'n hoë frekwensie gebruik om die afstand tussen twee voorwerpe te bepaal. Dit werk deur 'n ultrasoniese golf van 'n omskakelaar oor te dra en die tyd wat dit neem om die golf te meet om terug te keer nadat hy 'n voorwerp geslaan het. Die tyd wat dit neem om die golf terug te keer, word gebruik om die afstand tussen die transducer en die voorwerp te bereken. Daar is verskillende soorte ultrasoniese sensors, insluitend enkel -transducer -sensors en dubbele transducer -sensors.

Werkbeginsel van ultrasoniese wissel

Die beginsel van ultrasoniese reeks is gebaseer op die fisika van klankgolwe. As 'n ultrasoniese golf van 'n omskakelaar oorgedra word, beweeg dit deur die lug en bereik dit 'n voorwerp. Die golf bons dan terug na die omskakelaar, en die tyd wat dit neem om die golf terug te keer, word gemeet. Hierdie tyd word gebruik om die afstand tussen die transducer en die voorwerp te bereken.

Die omskakelaar speel 'n belangrike rol in ultrasoniese wissel. Dit is verantwoordelik vir die oordrag en ontvang van die ultrasoniese golf. Die omskakelaar omskep elektriese seine in meganiese vibrasies, wat dan as ultrasoniese golwe oorgedra word. As die golf 'n voorwerp tref en terugspring, ontvang die omskakelaar die golf en skakel dit terug in 'n elektriese sein.

Voordele en beperkings van ultrasoniese wissel

Ultrasonic Ranging hou verskeie voordele bo ander tegnologieë in. Dit is nie-kontak, wat beteken dat dit gebruik kan word om die afstand tussen voorwerpe te meet sonder om dit fisies aan te raak. Dit is ook akkuraat, en bied presiese metings selfs oor lang afstande.

Ultrasoniese wisseling het egter ook 'n paar beperkings. Dit word beïnvloed deur omgewingsfaktore soos temperatuur, lugdruk en humiditeit. Dit kan ook nie soliede voorwerpe binnedring nie, wat beteken dat dit nie die afstand na 'n voorwerp agter 'n ander voorwerp kan meet nie. Dit kan die bruikbaarheid daarvan in sekere toepassings beperk.

In vergelyking met ander wisselende tegnologieë, soos laser en infrarooi, is ultrasoniese reeks relatief goedkoop en maklik om te implementeer. Dit maak dit 'n gewilde keuse vir 'n wye verskeidenheid toepassings.

Aansoeke van ultrasoniese reeks

Ultrasoniese wisselwerking word in 'n verskeidenheid bedrywe gebruik, insluitend motor, gesondheidsorg en robotika. In die motorbedryf word ultrasoniese reeks gebruik vir afstandmeting en hindernisopsporing in voertuie. Dit stel voertuie in staat om botsings te vermy en veilig te parkeer.

In die gesondheidsorgbedryf word ultrasoniese reeks gebruik vir nie-indringende beeldvorming en die meet van die afstand tussen interne organe. Dit stel mediese kundiges in staat om pasiënte te diagnoseer en te behandel sonder om indringende prosedures te benodig.

Op die gebied van robotika word ultrasoniese reeks gebruik vir navigasie en hindernisvermyding. Robotte wat met ultrasoniese sensors toegerus is, kan ingewikkelde omgewings navigeer en hindernisse vermy, wat dit doeltreffender en doeltreffender maak.

Die toekoms van ultrasoniese wissel

Die veld van ultrasoniese wissel is vinnig besig om te ontwikkel, met nuwe vooruitgang wat die hele tyd gemaak word. In die toekoms is dit waarskynlik dat ultrasoniese wissel in nog meer nywerhede en toepassings geïntegreer sal word.

'N Potensiële toekomstige toepassing van ultrasoniese reeks is op die gebied van outonome voertuie. Outonome voertuie benodig hoogs akkurate en betroubare afstandmetingstelsels om veilig te navigeer. Ultrasoniese reeks kan 'n belangrike rol hierin speel, wat die nodige afstandmetings bied om outonome voertuie veilig te laat werk.

'N Verdere moontlike toepassing van ultrasoniese wissel is op die gebied van industriële outomatisering. Met die toenemende vraag na doeltreffende en koste-effektiewe outomatiseringstelsels, kan Ultrasonic Ranging 'n sleutelrol speel in die verskaffing van akkurate en betroubare metings vir industriële robotte.

Konklusie

Ten slotte is Ultrasonic Ranging 'n tegnologie wat klankgolwe met 'n hoë frekwensie gebruik om die afstand tussen twee voorwerpe te bepaal. Dit het 'n noodsaaklike instrument in verskillende bedrywe geword, insluitend motor, gesondheidsorg en robotika. Die beginsel van ultrasoniese reeks is gebaseer op die fisika van klankgolwe en word moontlik gemaak deur die gebruik van ultrasoniese omskakelaars. Alhoewel Ultrasonic Ranging 'n paar beperkings het, hou dit ook verskeie voordele in, wat dit 'n gewilde keuse maak vir 'n wye verskeidenheid toepassings. Die toekoms van Ultrasonic Ranging lyk helder, met nuwe vooruitgang en moontlike toepassings op die horison.

Die klankgolffrekwensie wat menslike ore kan hoor, is 20Hz ～ 20kHz. As die frekwensie hoër is as 20 kHz, kan die menslike oor dit nie hoor nie. Daarom noem ons die klankgolf met 'n frekwensie hoër as 20kHz 'ultrasoniese golf '.

Ultraklank het 'n sterk rigtiwiteit en beweeg 'n lang afstand in die lug. Dit sal weerspieël word as u hindernisse ervaar. Daarom gebruik mense dikwels ultrasoniese golf vir afstandmeting.

Die mees algemene metode van ultrasoniese afstandmeting is die eggo -opsporingsmetode. Die ultrasoniese sender gee ultrasoniese golwe in 'n sekere rigting uit. Terselfdertyd as die emissie begin die timer tydsberekening. Die ultrasoniese ontvanger stop die tydsberekening onmiddellik wanneer dit die weerkaatsde ultrasoniese golwe ontvang. Die voortplantingsnelheid van ultrasoniese golwe in die lug is 340 m/s. Volgens die tyd wat deur die timer aangeteken is, kan die afstand van die emissiepunt na die hindernisoppervlak bereken word.

Die belangrikste prestasie -aanwysers van ultrasoniese sensors sluit in:

(1) Werkfrekwensie. Die werkfrekwensie is die resonante frekwensie van die piëzo -elektriese skyfie. As die frekwensie van die AC -spanning wat op sy twee ente toegepas word, gelyk is aan die resonante frekwensie van die chip, is die uitsetenergie die grootste en is die sensitiwiteit ook die hoogste.

(2) werkstemperatuur. Aangesien die afstandpunt van die piëzo -elektriese materiaal oor die algemeen relatief hoog is, gebruik die ultrasoniese sonde vir diagnose 'n klein krag, dus is die werkstemperatuur relatief laag, en dit kan lank werk sonder mislukking. Die temperatuur van die ultrasoniese sonde wat in mediese behandeling gebruik word, is relatief hoog, en 'n aparte verkoelingstoestel is nodig.

(3) sensitiwiteit. Dit hang hoofsaaklik van die vervaardigingsskyfie af, die elektromeganiese koppelingskoëffisiënt is groot, en die sensitiwiteit is groot.

Met die vinnige ontwikkeling van wetenskap en tegnologie is dit nie vir ons moeilik om die toepassing van ultrasoniese sensors te vind nie. Die omkeerradar gebruik byvoorbeeld ultrasoniese golwe om afstand te meet, om die funksie van parkering en hindernisvermyding te verwesenlik. Ingenieur van Manorshi beveel drie ultrasoniese sensors MSW-A1458H09TR, MSW-A1440H09TR, en MSW-A1840H12TR aan. Hulle het goeie stabiliteit, hoë sensitiwiteit en hoë presisie, en dit is goed deur die mark ontvang.