Kuinka ultraäänianturit toimivat?

Ultraäänianturit ovat laitteita, jotka muuttavat ultraäänisignaalit muiksi energiasignaaleiksi (yleensä sähkösignaaleiksi) etäisyyden mittaamiseksi anturista kohdeobjektiin. Ultraääniaalto on mekaaninen aalto, jonka värähtelytaajuus on yli 20 kHz, ja sillä on korkeataajuuden, lyhyen aallonpituuden, pienen diffraktioilmiön, erityisesti hyvän diredtiivisuuden, ominaisuudet, joista voi tulla säteitä ja levittää suuntaa.

Ultraäänianturia voidaan käyttää ultraääni etäisyysanturina kohdeobjektin etäisyyden mittaamiseksi, havaita esineen läsnäolo ja liikkuminen levittämällä sähköisiä signaaleja 40 kHz: n keraamiseen muuntimeen (lähetin) ultraääniaaltojen lähettämiseen ja heijastuneen äänen muun muuntamiseen (viittaa kuvaan).

Pari ultraäänianturia koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta, jotka ovat saatavana erillisinä yksiköinä tai jotka on upotettu yhteen yksikköön. Alla oleva kuva näyttää Manorshi 40KHz: n ultraääni lähettimen ja vastaanottimen. (Löydät lisätietoja Manorshi -verkkosivustolta: www.manorshi.com )

Ultraäänianturien työskentely

Ultraääni lähettimellä käytetään kartiomaisella metallilevyllä kiinnitettyä pietsokeraamista. Kun sähköjännite levitetään pietsokeramiikkaan, se värähtelee jatkuvalla laajentumisella ja supistumisella. Seurauksena on, että pietsosähköisen materiaalin ominaisuuden mukaan syntyy ultraääniaaltoja, jotka etenevät suoraan resonaattorin kartiomaisen muodon vuoksi.

Ultraäänivastaanottimet työskentelevät aivan vastakkaisella konseptilla. Kun ultraääniaalto iskee resonaattorin läpi, kytketty vibraattori (metallilevy) värähtelee. Kiinnittämällä pietsosähköisen keraamisen levyn värähtely värähtelyyn, virta syntyy pietsosähköisen keraamisen materiaalin ominaisuuksien mukaan. Tämä virta otetaan edelleen kahdesta ulkoisesta johdosta.

Lyhyesti sanottuna ultraäänianturit voivat sekä lähettää että vastaanottaa ultraääniaaltoja. Ultraääniaaltoja siirrettäessä se muuntaa sähköenergian ultraääniaaltoiksi; Kun vastaanotetaan kaikuja, se muuntaa ultraääniaaltojen värähtelyn sähköisiksi signaaleiksi, joten sitä kutsutaan 'ultraäänimuuntimeksi '.

Ultraäänianturien suorituskykyominaisuudet

Pyöreän pietsosähköisen kiekon rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi emittoiduilla ultraääniaalloilla on tietty ohjaus, ja säteen poikkileikkaus on samanlainen kuin ellipsi, joten havaitsemisalue on rajoitettu. Vaakatason havaitsemiskulma on 120 astetta, ja pystysuoran tason havaitsemiskulma on 60 astetta.

Ultraäänianturien ominaisuudet

1. Yksinkertainen rakenne ja kätevä valmistus;

2. Ympäristön sähkömagneettiset kentät eivät helposti häiritse;

3. Ultraääni ei ole herkkä valolle ja värille, ja sitä voidaan käyttää läpinäkyvien ja huonosti heijastavien esineiden tunnistamiseen.