Capteur à ultrasons

        Les capteurs à ultrasons sont des capteurs développés en utilisant les caractéristiques de l'échographie. Les capteurs ultrasoniques sont des capteurs qui convertissent les signaux ultrasoniques en autres signaux d'énergie (généralement des signaux électriques). L'échographie est une onde mécanique avec une fréquence de vibration supérieure à 20 kHz. Il a les caractéristiques de la longueur d'onde à haute fréquence, courte, un petit phénomène de diffraction, en particulier une bonne directivité, et peut être la propagation des rayons et des directions. L'échographie a une grande capacité à pénétrer les liquides et les solides, en particulier dans les solides qui sont opaques au soleil. Les ondes ultrasoniques rencontrant des impuretés ou des interfaces produiront des réflexions importantes pour former des échos réfléchis, et le toucher des objets en mouvement peut produire un effet Doppler. Les capteurs à ultrasons sont largement utilisés dans l'industrie, la défense nationale, la biomédecine, etc.

L'appareil qui accomplit cette fonction est un capteur à ultrasons, qui est traditionnellement appelé transducteur à ultrasons ou sonde à ultrasons.

Les principaux indicateurs de performance des capteurs à ultrasons

Le cœur d'une sonde à échographie est une puce piézoélectrique dans sa veste en plastique ou en métal. Il peut y avoir de nombreux types de matériaux constituant la tranche. La taille de la plaquette, comme le diamètre et l'épaisseur, est également différente, donc les performances de chaque sonde sont différentes, nous devons comprendre ses performances avant utilisation. Les principaux indicateurs de performance des capteurs à ultrasons comprennent:

    (1) Fréquence de travail. La fréquence de fonctionnement est la fréquence de résonance de la tranche piézoélectrique. Lorsque la fréquence de la tension CA qui lui est appliquée est égale à la fréquence de résonance de la puce, l'énergie de sortie est la plus grande et la sensibilité est également la plus élevée.

    (2) Température de travail. Étant donné que le point de Curie des matériaux piézoélectriques est généralement relativement élevé, en particulier lorsque la sonde à ultrasons pour le diagnostic utilise moins de puissance, la température de travail est relativement faible et peut fonctionner pendant longtemps sans défaillance. Les sondes à échographie médicale ont des températures relativement élevées et nécessitent un équipement de réfrigération séparé.

    (3) Sensibilité. Cela dépend principalement de la tranche de fabrication elle-même. Le coefficient de couplage électromécanique est important et la sensibilité est élevée; Sinon, la sensibilité est faible.

Structure et principe de travail

    Lorsque la tension est appliquée à la céramique piézoélectrique, une déformation mécanique se produira avec des changements de tension et de fréquence. D'un autre côté, lorsque la céramique piézoélectrique est vibrée, une charge est générée. En utilisant ce principe, lorsqu'un signal électrique est appliqué à un vibrateur composé de deux céramiques piézoélectriques ou d'une céramique piézoélectrique et d'une feuille de métaux, d'un élément bimorphe soi-disant, des ondes à ultrasons sont émises en raison de vibrations de flexion. Inversement, lorsque des vibrations à ultrasons sont appliquées à un élément bimorphe, un signal électrique est généré. Sur la base des effets ci-dessus, la céramique piézoélectrique peut être utilisée comme capteurs à ultrasons.

    Comme un capteur à ultrasons, un vibrateur composé est fixé de manière flexible sur la base. Le vibrateur composite est une combinaison d'un résonateur et d'un vibrateur à élément piézoélectrique bimorphe composé d'une feuille de métaux et d'une feuille de céramique piézoélectrique. Le résonateur est en forme de trompette, le but est de rayonner efficacement les ondes ultrasoniques générées en raison de vibrations et de concentrer efficacement les ondes ultrasoniques dans la partie centrale du vibrateur.

    Les avantages du capteur de variété ultrasonique: la résolution longitudinale est élevée et peut identifier des objets de réflexion transparents, translucides et diffus; Particulièrement adapté à la mesure sans contact dans les conditions sombres, humides et d'autres conditions difficiles; Sur la base du système de détection des capteurs à ultrasons, il est facile de réaliser la miniaturisation et l'intégration.