Ultraheli ulatuv andur

        Ultraheli andurid on andurid, mis on välja töötatud ultraheli karakteristikutega. Ultraheli ulatuvad andurid on andurid, mis muudavad ultraheli signaalid muudeks energiasignaalideks (tavaliselt elektrilised signaalid). Ultraheli on mehaaniline laine, mille vibratsioonisagedus on suurem kui 20 kHz. Sellel on kõrgsageduse, lühikese lainepikkuse, väikese difraktsiooni nähtuse omadused, eriti hea suunavus ning see võib olla kiir ja suunav levik. Ultrahelil on suurepärane võime tungida vedelike ja tahkete ainetesse, eriti tahketes ainetes, mis on läbipaistmatud päikesevalguseni. Ultrahelilained, kus esinevad lisandid või liidesed, tekitavad peegeldunud kaja moodustamiseks olulisi peegeldusi ja liikuvate objektide puudutamine võib anda Doppleri efekti. Ultraheli andureid kasutatakse laialdaselt tööstuses, riigikaitses, biomeditsiinis jne.

Seda funktsiooni täidav seade on ultraheli andur, mida tavaliselt nimetatakse ultraheli muunduriks või ultraheli sondiks.

Ultraheli andurite peamised jõudlusnäitajad

Ultraheli sondi tuum on plast- või metallijopes piesoelektriline kiip. Vahvli moodustavaid materjale võib olla mitmesuguseid materjale. Vahvli suurus, näiteks läbimõõt ja paksus on erinevad, nii et iga sondi jõudlus on erinev, peame enne kasutamist mõistma selle jõudlust. Ultraheli andurite peamised jõudlusnäitajad hõlmavad järgmist:

    (1) töösagedus. Töösagedus on piesoelektrilise vahvli resonantssagedus. Kui sellele rakendatud vahelduvpinge sagedus on võrdne kiibi resonantssagedusega, on väljundienergia suurim ja tundlikkus on ka kõrgeim.

    (2) töötemperatuur. Kuna piesoelektriliste materjalide Curie punkt on üldiselt suhteliselt kõrge, eriti kui diagnoosimise ultraheli sond kasutab vähem võimsust, on töötemperatuur suhteliselt madal ja see võib töötada pikka aega ilma rikketa. Meditsiiniliste ultraheli sondidel on suhteliselt kõrge temperatuur ja nad vajavad eraldi jahutusseadmeid.

    (3) tundlikkus. See sõltub peamiselt tootmisvahvrist endast. Elektromehaaniline sidumiskoefitsient on suur ja tundlikkus on kõrge; Muidu on tundlikkus madal.

Struktuur ja tööpõhimõte

    Kui pinge rakendatakse piesoelektrilisele keraamikale, ilmneb mehaaniline deformatsioon pinge ja sageduse muutustega. Teisest küljest, kui piesoelektriline keraamika vibreerib, genereeritakse laeng. Kasutades seda põhimõtet, kui kahe piesoelektrilise keraamikast või piesoelektrilisest keraamikast ja metallplekist, nn bimorfielemendist, ultrahelilained eralduvad painduva vibreerimise tõttu elektrilist signaali. Vastupidiselt, kui ultraheli vibratsiooni kantakse bimorfielemendile, genereeritakse elektriline signaal. Ülaltoodud efektide põhjal saab ultraheli anduritena kasutada piesoelektrilisi keraamikaid.

    Nagu ultraheli andur, on ka ühendvibraator paindlikult fikseeritud alusele. Komposiitvibraator on resonaatori ja bimorf -piesoelektrilise elemendi vibraatori kombinatsioon, mis koosneb metallplekist ja piesoelektrilisest keraamilisest lehest. Resonaator on pasunakujuline, eesmärk on vibratsiooni tõttu tekkivate ultrahelilainete tõhusalt kiirgada ja ultrahelilainete tõhusalt kontsentreerida vibraatori keskosas.

    Ultraheli ulatuse anduri eelised: pikisuunaline eraldusvõime on kõrge ja see suudab tuvastada läbipaistvaid, poolläbipaistvaid ja hajusaid peegeldusobjekte; eriti sobib kontaktivaba mõõtmiseks pimedas, niisketes ja muudes karmides tingimustes; Ultraheli anduri sensorisüsteemi põhjal on miniaturiseerumist ja integreerimist lihtne.