Ultraschall -Sensor

        Ultraschallsensoren sind Sensoren, die unter Verwendung der Eigenschaften von Ultraschall entwickelt wurden. Ultraschall -Sensoren sind Sensoren, die Ultraschallsignale in andere Energiesignale (normalerweise elektrische Signale) umwandeln. Ultraschall ist eine mechanische Welle mit einer Schwingungsfrequenz von mehr als 20 kHz. Es hat die Eigenschaften hoher Frequenz-, kurzer Wellenlänge, kleines Beugungsphänomen, insbesondere einer guten Direktivität, und kann Strahlen- und Richtungsausbreitung sein. Ultraschall hat eine große Fähigkeit, Flüssigkeiten und Feststoffe zu durchdringen, insbesondere in Feststoffen, die für Sonnenlicht undurchsichtig sind. Ultraschallwellen, die Verunreinigungen oder Schnittstellen begegnen, erzeugen erhebliche Reflexionen zur Bildung reflektierter Echos, und berührende bewegliche Objekte können Doppler -Effekt erzeugen. Ultraschallsensoren werden in der Industrie, in der nationalen Verteidigung, in der Biomedizin usw. häufig eingesetzt.

Das Gerät, das diese Funktion erfüllt, ist ein Ultraschallsensor, der traditionell als Ultraschallwandler oder Ultraschallsonde bezeichnet wird.

Die wichtigsten Leistungsindikatoren für Ultraschallsensoren

Der Kern einer Ultraschallsonde ist ein piezoelektrischer Chip in seinem Kunststoff- oder Metallmantel. Es kann viele Arten von Materialien geben, die den Wafer bilden. Die Größe des Wafers wie Durchmesser und Dicke ist ebenfalls unterschiedlich, sodass die Leistung jeder Sonde unterschiedlich ist. Wir müssen ihre Leistung vor der Verwendung verstehen. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren für Ultraschallsensoren gehören:

    (1) Arbeitsfrequenz. Die Betriebsfrequenz ist die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Wafers. Wenn die auf sie angelegte Wechselspannung gleich der Resonanzfrequenz des Chips ist, ist die Ausgangsenergie die größte und die Empfindlichkeit auch die höchste.

    (2) Arbeitstemperatur. Da der Curie -Punkt von piezoelektrischen Materialien im Allgemeinen relativ hoch ist, insbesondere wenn die Ultraschallsonde für die Diagnose weniger Leistung verbraucht, ist die Arbeitstemperatur relativ niedrig und kann für eine lange Zeit ohne Versagen funktionieren. Medizinische Ultraschallsonden haben relativ hohe Temperaturen und erfordern separate Kühlgeräte.

    (3) Empfindlichkeit. Es hängt hauptsächlich vom Fertigungswafer selbst ab. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient ist groß und die Empfindlichkeit hoch; Ansonsten ist die Empfindlichkeit niedrig.

Struktur- und Arbeitsprinzip

    Wenn die piezoelektrische Keramik Spannung angewendet wird, tritt eine mechanische Verformung mit Änderungen der Spannung und Frequenz auf. Andererseits wird eine Ladung erzeugt, wenn die piezoelektrische Keramik vibriert wird. Unter Verwendung dieses Prinzips, wenn ein elektrisches Signal auf einen Vibrator aus zwei piezoelektrische Keramik oder einer piezoelektrischen Keramik und einem Metallblech, einem sogenannten Bimorph-Element besteht, werden Ultraschallwellen aufgrund der Biegevibration abgegeben. Umgekehrt wird ein elektrisches Signal erzeugt, wenn Ultraschallvibrationen auf ein Bimorph -Element angewendet werden. Basierend auf den obigen Effekten können piezoelektrische Keramik als Ultraschallsensoren verwendet werden.

    Wie ein Ultraschallsensor ist ein Verbindungsvibrator auf der Basis flexibel fixiert. Der Verbundvibrator ist eine Kombination aus einem Resonator und einem bimorphen piezoelektrischen Elementvibrator, das aus einem Metallblech und einem piezoelektrischen Keramikblech besteht. Der Resonator hat die Form einer Trompete, der Zweck besteht darin, die durch Vibrationen erzeugten Ultraschallwellen effektiv auszustrahlen und die Ultraschallwellen im zentralen Teil des Vibrators effektiv zu konzentrieren.

    Die Vorteile des Ultraschallbereichssensors: Die Längsauflösung ist hoch und kann transparente, durchscheinende und diffuse Reflexionsobjekte identifizieren; Besonders für die Nichtkontaktmessung bei dunklen, feuchten und anderen harten Bedingungen geeignet; Basierend auf dem Ultraschallsensor -Erfassungssystem ist es leicht zu realisieren, dass Miniaturisierung und Integration realisiert werden.