Ultrasonik menzilli sensör

        Ultrasonik sensörler , ultrasonun özellikleri kullanılarak geliştirilen sensörlerdir. Ultrasonik menzilli sensörler , ultrasonik sinyalleri diğer enerji sinyallerine (genellikle elektrik sinyalleri) dönüştüren sensörlerdir. Ultrason, titreşim frekansına 20kHz'den yüksek olan mekanik bir dalgadır. Yüksek frekans, kısa dalga boyu, küçük kırınım fenomeni, özellikle iyi yönlendirme özelliklerine sahiptir ve ışın ve yönlü yayılma olabilir. Ultrason, özellikle güneş ışığına opak olan katılarda sıvılara ve katılara nüfuz etmek için büyük bir yeteneğe sahiptir. Safsızlıklar veya arayüzlerle karşılaşan ultrasonik dalgalar, yansıyan yankıları oluşturmak için önemli yansımalar üretecektir ve hareketli nesnelere dokunmak Doppler etkisi üretebilir. Ultrasonik sensörler endüstri, ulusal savunma, biyomedicin vb.

Bu işlevi gerçekleştiren cihaz, geleneksel olarak ultrasonik dönüştürücü veya ultrasonik prob olarak adlandırılan ultrasonik bir sensördür.

Ultrasonik sensörlerin ana performans göstergeleri

Bir ultrason probunun çekirdeği plastik veya metal ceketinde bir piezoelektrik çiptir. Gofret oluşturan birçok malzeme olabilir. Çap ve kalınlık gibi gofretin boyutu da farklıdır, bu nedenle her probun performansı farklıdır, kullanımdan önce performansını anlamalıyız. Ultrasonik sensörlerin ana performans göstergeleri şunları içerir:

    (1) Çalışma frekansı. Çalışma frekansı piezoelektrik gofretin rezonans frekansıdır. BT'ye uygulanan AC voltajının frekansı çipin rezonans frekansına eşit olduğunda, çıkış enerjisi en büyüktür ve duyarlılık da en yüksektir.

    (2) çalışma sıcaklığı. Piezoelektrik malzemelerin curie noktası genellikle nispeten yüksek olduğundan, özellikle tanı için ultrasonik prob daha az güç kullandığında, çalışma sıcaklığı nispeten düşüktür ve başarısız olmadan uzun süre çalışabilir. Tıbbi ultrason probları nispeten yüksek sıcaklıklara sahiptir ve ayrı soğutma ekipmanı gerektirir.

    (3) Duyarlılık. Esas olarak üretim gofretine bağlıdır. Elektromekanik bağlantı katsayısı büyüktür ve duyarlılık yüksektir; Aksi takdirde, duyarlılık düşüktür.

Yapı ve çalışma prensibi

    Piezoelektrik seramiklere voltaj uygulandığında, voltaj ve frekanstaki değişikliklerle mekanik deformasyon meydana gelecektir. Öte yandan, piezoelektrik seramik titreştiğinde bir yük üretilir. Bu prensip kullanılarak, iki piezoelektrik seramikten veya bir piezoelektrik seramik ve bir metal tabakadan oluşan bir vibratöre bir elektrik sinyali uygulandığında, bimorf elemanı, bükme titreşimi nedeniyle ultrasonik dalgalar yayılır. Tersine, bir bimorf elemanına ultrasonik titreşim uygulandığında, bir elektrik sinyali üretilir. Yukarıdaki etkilere dayanarak, piezoelektrik seramikler ultrasonik sensörler olarak kullanılabilir.

    Ultrasonik bir sensör gibi, bir bileşik vibratör esnek bir şekilde tabana sabitlenir. Kompozit vibratör, bir metal tabakadan ve bir piezoelektrik seramik tabakadan oluşan bir rezonatör ve bir bimorph piezoelektrik eleman vibratörünün bir kombinasyonudur. Rezonatör bir trompet şeklindedir, amaç titreşim nedeniyle üretilen ultrasonik dalgaları etkili bir şekilde yaymak ve vibratörün orta kısmındaki ultrasonik dalgaları etkili bir şekilde konsantre etmektir.

    Ultrasonik menzilli sensörün avantajları: uzunlamasına çözünürlük yüksektir ve şeffaf, yarı saydam ve dağınık yansıma nesnelerini tanımlayabilir; özellikle karanlık, nemli ve diğer sert koşullarda temassız ölçüm için uygundur; Ultrasonik sensör algılama sistemine dayanarak minyatürleştirme ve entegrasyonu gerçekleştirmek kolaydır.