Ultralyds sensor

        Ultralydssensorer er sensorer udviklet ved hjælp af egenskaberne ved ultralyd. Ultrasoniske sensorer er sensorer, der konverterer ultralydssignaler til andre energisignaler (normalt elektriske signaler). Ultralyd er en mekanisk bølge med en vibrationsfrekvens højere end 20 kHz. Det har egenskaberne ved høj frekvens, kort bølgelængde, lille diffraktionsfænomen, især god direktivitet, og kan være stråle- og retningsbestemt forplantning. Ultralyd har en stor evne til at trænge ind i væsker og faste stoffer, især i faste stoffer, der er uigennemsigtige for sollys. Ultralydsbølger, der støder på urenheder eller grænseflader, vil give betydelige refleksioner til dannelse af reflekterede ekkoer, og berøring af bevægelige genstande kan give Doppler -effekt. Ultralydssensorer er vidt brugt i industri, nationalt forsvar, biomedicin osv.

Enheden, der udfører denne funktion, er en ultralydssensor, der traditionelt kaldes en ultralydstransducer eller ultralydssonde.

De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer

Kernen i en ultralydsprobe er en piezoelektrisk chip i sin plast- eller metaljakke. Der kan være mange slags materialer, der udgør skiven. Størrelsen på skiven, såsom diameter og tykkelse, er også forskellig, så ydelsen for hver sonde er forskellig, vi skal forstå dens ydeevne inden brug. De vigtigste præstationsindikatorer for ultralydssensorer inkluderer:

    (1) Arbejdsfrekvens. Driftsfrekvensen er resonansfrekvensen for den piezoelektriske skive. Når frekvensen af ​​vekselstrømsspændingen, der påføres den, er lig med resonansfrekvensen for chippen, er outputenergien den største, og følsomheden er også den højeste.

    (2) Arbejdstemperatur. Da curie -punktet med piezoelektriske materialer generelt er relativt høj, især når den ultralydssonde til diagnose bruger mindre effekt, er arbejdstemperaturen relativt lav, og den kan fungere i lang tid uden svigt. Medicinske ultralydsprober har relativt høje temperaturer og kræver separat køleudstyr.

    (3) Følsomhed. Det afhænger hovedsageligt af selve fremstillingsskiven. Den elektromekaniske koblingskoefficient er stor, og følsomheden er høj; Ellers er følsomheden lav.

Struktur og arbejdsprincip

    Når spænding påføres piezoelektrisk keramik, vil mekanisk deformation forekomme med ændringer i spænding og frekvens. På den anden side, når den piezoelektriske keramik er vibreret, genereres der en afgift. Ved hjælp af dette princip, når et elektrisk signal påføres en vibrator sammensat af to piezoelektriske keramik eller en piezoelektrisk keramik og et metalplade, udsendes et såkaldt bimorfelement, ultrasoniske bølger på grund af bøjningsvibration. Omvendt, når ultralydsvibrationer påføres et bimorfelement, genereres et elektrisk signal. Baseret på ovenstående effekter kan piezoelektrisk keramik bruges som ultralydssensorer.

    Som en ultralydssensor er en sammensat vibrator fleksibelt fastgjort på basen. Den sammensatte vibrator er en kombination af en resonator og en bimorph piezoelektrisk elementvibrator sammensat af et metalplade og et piezoelektrisk keramisk ark. Resonatoren er i form af en trompet, formålet er effektivt at udstråle de ultralydsbølger genereret på grund af vibrationer og effektivt koncentrere de ultralydsbølger i den centrale del af vibratoren.

    Fordelene ved den ultralyd, der spænder sensoren: den langsgående opløsning er høj, og den kan identificere gennemsigtige, gennemsigtige og diffuse reflektionsobjekter; især egnet til ikke-kontaktmåling under mørke, fugtige og andre barske forhold; Baseret på det ultrasoniske sensorfølelsessystem er det let at realisere miniaturisering og integration.