Jak fungují ultrazvukové senzory?

Ultrazvukové senzory jsou zařízení, která přeměňují ultrazvukové signály na jiné energetické signály (obvykle elektrické signály), aby měřily vzdálenost od senzoru k cílovému objektu. Ultrazvuková vlna je mechanická vlna s vibrační frekvencí vyšší než 20 kHz a má vlastnosti vysokofrekvenční, krátké vlnové délky, malý difrakční jev, zejména dobrou směrnici, která se může stát paprsky a šířit se směrem.

Ultrazvukový senzor lze použít jako ultrazvukový senzor vzdálenosti k měření vzdálenosti cílového objektu, detekovat přítomnost a pohyb objektu aplikovat elektrické signály na 40kHz keramický převodník (vysílač) k přenosu ultrazvukových vln a převádět odražený zvuk na elektrické signály).

Dvojice ultrazvukového senzoru se skládá z vysílače a přijímače, které jsou k dispozici jako samostatné jednotky nebo zabudovány dohromady jako jediná jednotka. Níže uvedený obrázek ukazuje ultrazvukový vysílač a přijímač Manorshi 40 kHz. (Více informací na webu Manorshi najdete: www.manorshi.com )

Práce ultrazvukových senzorů

Ultrazvukový vysílač používá piezoceramický krystal připojený s kónickým kovovým plechem. Když je na piezoceramiku aplikováno elektrické napětí, vibruje s kontinuální expanzí a kontrakcí. Výsledkem je, že podle vlastnosti piezoelektrického materiálu se generují ultrazvukové vlny, které se šíří rovně kvůli kónickému tvaru rezonátoru.

Ultrazvukové přijímače pracují na přesném opačném konceptu. Když ultrazvuková vlna udeří rezonátorem, připojený vibrátor (kovová deska) vibruje. Polepením vibrací piezoelektrického keramického disku k vibrátoru se vytváří proud podle vlastností piezoelektrického keramického materiálu. Tento proud je dále převzat ze dvou vnějších potenciálních zákazníků.

Stručně řečeno, ultrazvukové senzory mohou přenášet i přijímat ultrazvukové vlny. Při přenosu ultrazvukových vln přeměňuje elektrickou energii na ultrazvukové vlny; Při přijímání ozvěn převádí vibrace ultrazvukových vln na elektrické signály, takže se nazývá „ultrazvukový převodník “.

Výkonné charakteristiky ultrazvukových senzorů

Vzhledem ke strukturálním charakteristikám kruhové piezoelektrické oplatky mají emitované ultrazvukové vlny určitou směrnici a průřez paprsku je podobný elipse, takže detekční rozsah je omezený. Úhel detekce vodorovné roviny je 120 stupňů a detekční úhel svislé roviny je 60 stupňů.

Rysy ultrazvukových senzorů

1. Jednoduchá struktura a pohodlná výroba;

2. není snadno narušeno environmentálními elektromagnetickými poli;

3. ultrazvuk není citlivý na světlo a barvu a lze jej použít k identifikaci průhledných a špatně reflexních objektů.