Leistungsindikatoren Ultraschall -Distanzsensor

Der Ultraschall-Distanzsensor kann in verwandten Feldern wie Level, Flüssigkeitsniveau, Überwachung, Roboter-Anti-Kollision, verschiedene Ultraschall-Proximitätsschalter und Anti-Diebstahl-Alarme häufig verwendet werden. Es ist zuverlässig im Betrieb, einfach zu installieren, wasserdicht, mit geringem Startwinkel, hoher Empfindlichkeit und Bequemlichkeit. Es ist mit einem industriellen Display -Instrument verbunden und bietet auch eine Sonde mit einem großen Emissionswinkel. Das Designprinzip des Ultraschallabstandssensors ist, dass der Ultraschallsensor ein Sensor ist, der unter Verwendung der Eigenschaften von Ultraschallwellen entwickelt wird. Ultraschallwelle ist eine Art mechanische Welle mit einer Vibrationsfrequenz, die höher ist als die von Schallwellen. Es wird durch die Schwingung des Wandlerwafers unter der Anregung der Spannung erzeugt. Es weist eine hohe Frequenz, eine kurze Wellenlänge, ein kleines Beugungsphänomen auf, insbesondere eine gute Direktivität kann strahlorientiert werden. Eigenschaften wie Kommunikation.

Ultraschallwellen haben eine große Fähigkeit, Flüssigkeiten und Feststoffe zu durchdringen, insbesondere bei Sonnenlicht-Opaque-Feststoffen, die Tiefen von mehreren Zehn Metern durchdringen können. Wenn eine Ultraschallwelle eine Unreinheit oder eine Grenzfläche trifft, erzeugt sie eine signifikante Reflexion, um eine Reflexion in ein Echo zu bilden, was einen Doppler -Effekt erzeugen kann, wenn sie ein sich bewegendes Objekt trifft. Daher werden Ultraschalluntersuchungen in der industriellen, nationalen Verteidigung, biomedizinischen und anderen Bereichen häufig verwendet. Ultraschall wird als Erkennungsmittel verwendet, und Ultraschallwellen und Ultraschallwellen müssen generiert werden. Das Gerät, das diese Funktion ausführt, ist der Ultraschall -Abstandsmesssensor, der üblicherweise als Ultraschallwandler oder Ultraschallsonde bezeichnet wird. Der Kern der Ultraschallsonde ist ein piezoelektrischer Film in seiner Plastikmantel oder Metallmantel. Es gibt viele Arten von Materialien, die den Wafer bilden. Die Größe des Wafers, wie Durchmesser und Dicke, ist anders, sodass die Leistung jeder Sonde unterschiedlich ist. Wir müssen seine Leistung kennen, bevor wir verwendet werden. Die Hauptleistungsindikatoren für Ultraschallsensoren umfassen die folgenden Aspekte.

2. Arbeitstemperatur.
Da der Curie -Punkt des piezoelektrischen Materials im Allgemeinen hoch ist, wird in insbesondere die diagnostische Ultraschallsonde weniger Leistung verbraucht, sodass die Betriebstemperatur niedriger ist und lange nicht funktionieren kann, ohne einen Ausfall zu verursachen. Medizinische Ultraschallsonden sind relativ heiß und erfordern separate Kühlgeräte.

Es hängt hauptsächlich von der Herstellung des Wafers selbst ab. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient ist groß, die Empfindlichkeit ist hoch und die Empfindlichkeit niedrig. Die Funktionsweise der Spannungsstruktur der Ultraschallabstandssensor wird auf piezoelektrische Keramik angewendet, die mit den Änderungen der Spannung und Frequenz mechanische Verformung verursacht. Andererseits wird eine elektrische Ladung erzeugt, wenn die piezoelektrische Keramik vibriert wird. Bei diesem Prinzip, wenn ein Vibrator aus zwei piezoelektrische Keramik oder einem Stück piezoelektrischer Keramik besteht und ein Metallstück als Bimorph -Element bezeichnet wird, wird ein Ultraschallsignal aufgrund der Biegeschwingung emittiert, wenn ein elektrisches Signal angewendet wird. Umgekehrt wird ein elektrisches Signal erzeugt, wenn der Ultraschallsensor zur Messung der Entfernung auf das Bimorph -Element angewendet wird. Basierend auf den obigen Effekten können piezoelektrische Keramik als Ultraschallsensor verwendet werden. Wie ein Ultraschallsensor ist ein Verbundvibrator flexibel an der Basis fixiert.

Der Verbundvibrator ist eine Kombination aus einem Resonator und einem Bimorph -Vibrator, das aus einem Metall und einer piezoelektrischen Keramik besteht. Der Resonator ist hornförmig, um Ultraschallwellen, die durch Vibration erzeugt werden, effektiv auszustrahlen und die Ultraschallwellen im zentralen Teil des Vibrators effektiv zu konzentrieren. Ultraschallsensoren müssen eine gute Versiegelung haben, um ein Eindringen von Tau, Regen und Staub im Freien zu verhindern. Die piezoelektrische Keramik ist auf der Innenseite der Oberseite des Metallgehäuses festgelegt. Die Basis ist am offenen Ende des Falles befestigt und mit einem Harz bedeckt. Für Ultraschalldistanzsensoren -Datenblatt, das in Industrie -Robotern verwendet wird, ist eine Genauigkeit erforderlich, um 1 mm zu betragen und eine starke Ultraschallstrahlung erforderlich ist. Mit der Biegeschwingung eines herkömmlichen Bimorph -Element -Vibrators ist es unmöglich, dies bei einer Frequenz von mehr als 75 kHz zu erreichen. Daher muss die piezoelektrische Keramik des vertikalen Dickenschwingungsmodus in der Hochfrequenzerkennung verwendet werden. In diesem Fall wird die Übereinstimmung der akustischen Impedanz der piezoelektrischen Keramik mit der Luft wichtig. Die akustische Impedanz der piezoelektrischen Keramik beträgt 2,6 x 107 kg/m2 und die akustische Impedanz von Luft 4,3 x 102 kg/m2s. Der Unterschied kann zu einem großen Verlust auf der Oberfläche der piezoelektrischen Keramik -Vibrationsstrahlung führen. Ein spezielles Material hält sich an die piezoelektrische Keramik als akustische Matching -Schicht, die der akustischen Impedanz der Luft entspricht. Diese Struktur ermöglicht es dem Ultraschallsensor, bei Frequenzen bis zu 100 kHz immer noch normal zu arbeiten.