Was sind die Ultraschall -Wandlersensoren?

Ultraschall -Wandlersensoren, die unter Verwendung der Eigenschaften von Ultraschallwellen entwickelt wurden. Ultraschall ist eine mechanische Welle mit einer höheren Schwingungsfrequenz als Schallwellen. Es wird durch die Schwingung des Wandlerchips unter der Anregung der Spannung erzeugt. Es weist eine hohe Frequenz, eine kurze Wellenlänge, ein kleines Beugungsphänomen, insbesondere eine gute Richtungsalität, und kann in Strahlen gerichtet werden. Verbreitung und andere Eigenschaften. Ultraschallwellen haben eine große Fähigkeit, Flüssigkeiten und Feststoffe zu durchdringen, insbesondere in Feststoffen, die für Sonnenlicht undurchsichtig sind. Es kann in eine Tiefe von Zehn Metern eindringen. Wenn die Ultraschallwelle die Unreinheit oder die Grenzfläche trifft, erzeugt sie eine signifikante Reflexion, um ein Echo zu bilden, und kann einen Doppler -Effekt erzeugen, wenn sie ein sich bewegendes Objekt trifft. Sensoren, die auf Ultraschallmerkmalen entwickelt wurden, werden als \"Ultraschallsensoren\" bezeichnet und werden in der Industrie, der nationalen Verteidigung und der Biomedizin häufig verwendet.

Komponente

Ultraschallwandler bestehen hauptsächlich aus piezoelektrischen Wafern,Ultraschallbereichswandlerkann Ultraschallwellen übertragen und empfangen. Ultraschalluntersuchungen mit geringer Leistung werden hauptsächlich zur Erkennung verwendet. Es hat viele verschiedene Strukturen, die in eine geraden Sonde (Längswelle), schräge Sonde (Querwelle), Oberflächenwellensonde (Oberflächenwelle), Lammwellensonde (Lammwelle), Dual -Sonde (eine Sonde wird übertragen, eine, unterteilt werden kann Sonde wird empfangen) Warten Sie.

Leistung

Der Kern der Ultraschallsonde ist apiezoelektrischer UltraschallsensorIn seinen Plastik- oder Metallmantel einspringen. Es kann viele Arten von Materialien geben, aus denen sich der Wafer ausmacht. Die Größe des Wafers wie Durchmesser und Dicke ist ebenfalls unterschiedlich, sodass die Leistung jeder Sonde unterschiedlich ist. Wir müssen ihre Leistung vor der Verwendung kennen. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren für Ultraschallsensoren gehören:

Arbeitsfrequenz

Die Arbeitsfrequenz ist die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Wafers. Wenn die Frequenz der Wechselspannung, die an beide Enden angewendet wird, gleich der Resonanzfrequenz des Chips ist, ist die Ausgangsenergie am höchsten und die Empfindlichkeit ist die höchste.

Betriebstemperatur

Da der Curie -Punkt von piezoelektrischen Materialien im Allgemeinen relativ hoch ist, insbesondere bei Ultraschallsonden für die Diagnose

Ultraschallsensor

Die Leistung ist gering, so dass die Arbeitstemperatur relativ niedrig ist und lange ohne Versager funktionieren kann. Die Temperatur der medizinischen Ultraschallsonden ist relativ hoch und erfordert separate Kühlgeräte.

Empfindlichkeit

Hängt hauptsächlich vom Fertigungswafer selbst ab. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient ist groß und die Empfindlichkeit hoch; Im Gegenteil, die Empfindlichkeit ist gering.

Direktivität

Ultraschallsensorerkennungsbereich

Hauptanwendung

Die Ultraschall -Sensing -Technologie wird in verschiedenen Aspekten der Produktionspraxis angewendet, und die medizinische Anwendung ist eine der Hauptanwendungen von Ultraschallsensoren. Im Folgenden werden Medizin als Beispiel verwendet, um die Anwendung der Ultraschall -Sensing -Technologie zu veranschaulichen. Die Anwendung des piezoelektrischen Ultraschallwandlers in der Medizin diagnostiziert hauptsächlich Krankheiten und ist zu einer unverzichtbaren diagnostischen Methode in der klinischen Medizin geworden. Die Vorteile der Ultraschalldiagnose sind: Keine Schmerzen, keine Schädigung der Untersuchung, einfache Methode, klare Bildgebung, hohe diagnostische Genauigkeit usw. Daher ist es einfach zu fördern und wird von medizinischen Arbeitnehmern und Patienten begrüßt. Die Ultraschalldiagnose kann auf unterschiedlichen medizinischen Prinzipien beruhen. Schauen wir uns einen der repräsentativen sogenannten A-Typ-Methoden an. Diese Methode verwendet die Reflexion von Ultraschallwellen. Wenn sich Ultraschallwellen in menschlichem Gewebe ausbreiten und zwei Medienschnittstellen mit unterschiedlichen akustischen Impedanzen begegnen, werden an der Grenzfläche reflektierte Echos erzeugt. Jedes Mal, wenn eine reflektierende Oberfläche auftritt, wird das Echo auf dem Oszilloskop -Bildschirm angezeigt, und der Impedanzunterschied zwischen den beiden Grenzflächen bestimmt auch die Amplitude des Echos. In der Industrie sind die typischen Anwendungen von Ultraschall nicht zerstörerische Tests von Metallen und Ultraschalldickenmessung. In der Vergangenheit wurden viele Technologien behindert, weil sie das Innere des Objektgewebes nicht erkennen konnten. Die Entstehung der Ultraschall -Sensing -Technologie veränderte diese Situation. Natürlich werden mehr Ultraschallsensoren auf verschiedenen Geräten fest installiert, um die Signale zu erkennen, die die Menschen benötigen. Bei der Anwendung von Ultraschallsensoren in Zukunft wird Ultraschall mit Informationstechnologie und neuer Materialtechnologie kombiniert, und intelligentere und hochempfindlichere Ultraschallsensoren werden auftreten.

Technologieanwendung von Ultraschalldehnungssensor

Ultraschallwellen haben eine große Fähigkeit, Flüssigkeiten und Feststoffe zu durchdringen, insbesondere in undurchsichtigen Feststoffen, wo sie in eine Tiefe von Zehn Metern eindringen können. Wenn die Ultraschallwelle die Unreinheit oder die Grenzfläche trifft, erzeugt sie eine signifikante Reflexion, um ein Echo zu bilden, und kann einen Doppler -Effekt erzeugen, wenn sie ein sich bewegendes Objekt trifft. Daher werden Ultraschalluntersuchungen in der Industrie, der nationalen Verteidigung, der Biomedizin usw. häufig verwendet Felder. Sie sind zuverlässig in der Arbeit, einfach zu installieren, wasserdicht, kleiner Startwinkel, hohe Empfindlichkeit, es ist zweckmäßig, mit industriellen Display -Instrumenten verbunden zu sein, und es werden auch Sonden mit größeren Startwinkeln bereitgestellt.

Konkrete Anwendung

1. Der Ultraschallsensor kann den Status des Behälters erkennen. Wenn der Ultraschallsensor auf der Oberseite des Plastikschmelzentanks oder in der Plastikpelletkammer installiert ist, kann der Status des Behälters entsprechend analysiert werden, wie z. B. voll, leer oder halb voll in den Behälter.

2. Ultraschallsensoren können verwendet werden, um transparente Objekte, Flüssigkeiten, dichte Materialien mit rauen, glatten und leichten Oberflächen und unregelmäßigen Objekten zu erfassen. Es ist jedoch nicht für Outdoor, heiße Umgebung oder Drucktank- und Schaumstoffgegenstände geeignet.

3. Ultraschallsensoren können in Lebensmittelverarbeitungsanlagen eingesetzt werden, um ein Steuerungssystem mit geschlossenem Schleife zur Erkennung von Kunststoffverpackungen zu realisieren. Mit der neuen Technologie kann es im feuchten Ring wie die Flaschenwaschmaschine, die Rauschumgebung und die Umgebung mit extremen Temperaturänderungen erkennen.

4.ultrasonische Sensoren können verwendet werden, um den Flüssigkeitsniveau zu erfassen, transparente Objekte und Materialien zu erfassen, Spannungen zu kontrollieren und Entfernungen zu messen, hauptsächlich für Verpackungen, Flaschenherstellung, Materialhandhabung, Kohleprüfung, Kunststoffverarbeitung und Automobilindustrie. Ultraschallsensoren können zur Prozessüberwachung verwendet werden, um die Produktqualität zu verbessern, Defekte zu erkennen, die Anwesenheit und andere Aspekte zu bestimmen. Verwendung der Ultraschallsensor -Technologie, um falsches Pedaling zu verhindern. Nissan hat eine Funktion entwickelt, um zu verhindern, dass das Fahrzeug beschleunigt, indem er versehentlich auf den Gaspedal getreten ist, wenn die Bremse kurz vor dem Treten steht. Wenn der Fahrer die Bremsen zwingt, wenn der Fahrer beim Treten auf den Gaspedal treten, zwingt der Fahrer die Situation, Kameras und Ultraschallsensoren zu schließen. Diese Technologie soll innerhalb von 2 bis 3 Jahren praktisch eingesetzt werden. Die Ultraschallsensorentechnologie wurde entwickelt, um Unfälle zu verhindern, die durch das Treten auf die falsche Bremse und Beschleuniger beim Parken auf einem Parkplatz verursacht wurden.

Die Technologie wird durch die Verwendung von vier Kameras realisiert, die mit einem vorne, hinten, links und rechts vom Fahrzeug ausgestattet sind, und acht Ultraschallsensoren im vorderen Stoßfänger und im hinteren Stoßfänger. Die vier Kameras verwenden die \"Surround View Display\" -Kamera, mit der die Vogelperspektive der Fahrzeugumgebung angezeigt wird. Verwenden Sie die Kamera, um weiße Linien zu erkennen, um zu schließen, dass sich das Auto auf dem Parkplatz befindet, und mit dem Ultraschallsensor den Abstand zwischen dem Auto und den umgebenden Hindernissen messen, um den Zeitpunkt des Brems zu bestimmen. Die Verhinderung von Unfällen, die durch das Treten auf die falsche Bremse und den Beschleuniger verursacht werden, wird in zwei Schritten implementiert. Wenn der Fahrer auf dem Parkplatz anhalten möchte, wenn er auf den Gaspedal tritt, reduziert er zunächst die Geschwindigkeit auf Kriechgeschwindigkeit, verwendet das Symbol auf dem Armaturenbrett, um Gefahr anzuzeigen, und klingt Alarm. Wenn der Fahrer weiter auf den Gaspedal tritt und kurz davor ist, eine Wand oder andere Objekte zu treffen, wird die Bremse erzwungen. Das Timing des Bremsens. Das Auto kann anhalten, wenn es ungefähr 20 bis 30 cm vom Hindernis entfernt ist.

Arbeitsprinzip

Menschen können hören, dass der Klang durch die Schwingung des Objekts erzeugt wird, und seine Frequenz liegt im Bereich von 20 Hz-20 kHz Ultraschallsensor, mehr als 20 kHz wird als Ultraschall bezeichnet und unter 20 Hz wird als Infrastar bezeichnet. Die häufig verwendete Ultraschallfrequenz reicht von zehn kHz bis zehn MHz. Ultraschall ist eine Art mechanischer Schwingung in elastischen Medien, die zwei Formen aufweist: Querschwingung (Querwelle) und Längsschwingung (Längswelle). Die Anwendung in der Industrie führt hauptsächlich in Längsschwingungen an. Ultraschallwellen können sich in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen ausbreiten, und ihre Ausbreitungsgeschwindigkeiten sind unterschiedlich. Darüber hinaus verfügt es auch über Brechungs- und Reflexionsphänomene und eine Abschwächung während der Ausbreitung. Die Häufigkeit von Ultraschallwellen, die sich in der Luft ausbreiten, ist niedrig, im Allgemeinen zehn kHz, während in Festkörpern und Flüssigkeiten die Frequenz höher sein kann. Die Dämpfung ist in der Luft schneller, während sie sich in flüssig und fest ausbreitet, die Dämpfung gering ist und die Ausbreitung länger ist. Unter Verwendung der Eigenschaften von Ultraschallwellen kann es zu verschiedenen Ultraschallsensoren, ausgestattet mit unterschiedlichen Schaltkreisen, zu verschiedenen Ultraschallmessinstrumenten und -geräten verarbeitet werden.

Die Hauptmaterialien vonUltraschall -Abstandswandlersensorensind piezoelektrische Kristall (Elektrostrema) und Nickel-Eisen-Aluminium-Legierung (Magnetostrhalt). Zu den elektrostriktiven Materialien gehören Bleizirkonat -Titanat (PZT) und so weiter. Der aus piezoelektrischen Kristall bestehende Ultraschallsensor ist ein reversibler Sensor. Es kann elektrische Energie in eine mechanische Schwingung umwandeln, um Ultraschallwellen zu erzeugen. Gleichzeitig kann es, wenn es Ultraschallwellen erhält, auch in elektrische Energie umgewandelt werden, sodass es in Sender oder Empfänger unterteilt werden kann. Einige Ultraschallsensoren können sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet werden. Hier werden nur kleine Ultraschallsensoren eingeführt. Es gibt einen kleinen Unterschied zwischen Senden und Empfangen. Es ist für die Übertragung in der Luft geeignet und die Arbeitsfrequenz beträgt im Allgemeinen 23-25 ​​kHz und 40-45 kHz. Diese Art von Ultraschallsensor eignet sich für die Fernstufe, die Ultraschallsensorkontrolle, die Diebstahl und andere Zwecke. Es gibt T/R-40-60, T/R-40-12 usw. (wobei T-Senden bedeutet, R zu empfangen, 40 bedeutet, dass die Frequenz 40 kHz, 16 und 12 in Millimetern seinen äußeren Durchmesser beträgt). Es gibt auch einen versiegelten Ultraschallsensor. Sein Merkmal ist, dass es wasserdicht ist (kann aber nicht ins Wasser gesteckt werden), kann als Materialniveau und Proximity -Schalter verwendet werden, und seine Leistung ist besser. Es gibt drei grundlegende Arten von Ultraschallanwendungen. Der Getriebetyp wird zur Fernbedienung, zum Alarmdiebstahl, zur automatischen Tür, zum Näherungsschalter und zum getrennten Reflexionstyp verwendet, um die Entfernungsmessung, den Flüssigkeitsniveau oder den Materialdegel zu erhalten. Der Reflexionstyp wird für die Erkennung von Materialfehler, Dickenmessung usw. verwendet. Es besteht aus Sendungssensor (oder Wellensender), Empfangssensor (oder Wellenempfänger), Steuerteil und Stromversorgungsteil. Der Sendersensor besteht aus einem Sender und einem Keramik -Vibrator -Wandler mit einem Durchmesser von etwa 15 mm. Die Funktion des Wandlers besteht darin, die elektrische Schwingergie des Keramikvibrators in Superergie umzuwandeln und in die Luft auszustrahlen. Während der Empfangssensor aus einem mit einem Verstärkungskreis bestehenden Keramik -Vibrator -Wandler besteht, empfängt der Wandler die Welle, um mechanische Schwingung zu erzeugen, und konvertiert ihn in elektrische Energie als Ausgang des Sensorempfängers, um den übertragenen Super -Super zu erfassen. Im tatsächlichen Gebrauch kann auch der als Sendesensor verwendete Keramikvibrator verwendet werden. Wird als Keramikvibrator für die Empfängersensorfirma verwendet. Der Kontrollteil steuert hauptsächlich die Häufigkeit von Pulsketten, den Arbeitszyklus, die spärliche Modulation und das Zählen sowie die vom Sender gesendete Erkennungsentfernung.

Arbeitsprogramm

Wenn Sie einen piezoelektrischen Keramikkristall (Doppelkristalloszillator) mit einer Resonanzfrequenz von 40 kHz im Sensor senden, wendet der Ultraschallsensor eine Hochfrequenzspannung von 40 kHz an, und der piezoelektrische Ceramikblatt dehnt sich nach der Polarität der angewandten hochkarälen Ceramikblatt aus und ist nach der Polarität der angewandten hohen- hohen Figur. Frequenzspannung und dann 40 -kHz -Frequenz -Ultraschallwellen, die sich in Form von Dichte ausbreiten (der Dichtegrad kann durch die Steuerschaltung moduliert werden) und an den Wellenempfänger weitergeben. Der Empfänger verwendet das Prinzip des vom Drucksensor verwendeten piezoelektrischen Effekts, dh Druck auf das piezoelektrische Element, um das piezoelektrische Element zu verursachen, und dann eine 40 -kHz -Sinus mit einem \"+\" Pole auf einer Seite und einem \"-\" Pole auf der anderen Seitenspannung. Da die Amplitude der Hochfrequenzspannung klein ist, muss sie verstärkt werden. Ultraschallsensoren ermöglichen es dem Fahrer, sich sicher zu sichern. Das Prinzip besteht darin, Hindernisse auf oder in der Nähe des Hintergrundweges zu erkennen und eine Warnung rechtzeitig zu erteilen. Der entworfene Erkennung von Ultraschalldehnungswandler kann gleichzeitig Sound- und Lichthör- und visuelle Warnungen liefern. Die Warnung zeigt an, dass die Entfernung und Richtung der Hindernisse in der Blindzone erkannt werden. Auf diese Weise wird das Parken oder Fahren an einem engen Ort mit Hilfe des Hindernis -Alarm -Erkennungssystems des Fahrers reduziert, und der Fahrer kann die erforderlichen Maßnahmen mühelos ergreifen.

Betriebsart

Der Ultraschallsensor verwendet das Ultraschall-Akustikmedium, um nicht kontakte und trägenfreie Erkennung des nachgewiesenen Objekts durchzuführen. Der Ultraschallsensor kann transparente oder farbige Objekte, Metall- oder Nichtmetallobjekte, feste, flüssige und pudrige Substanzen erfassen. Die Erkennungsleistung wird kaum von Umgebungsbedingungen beeinflusst, einschließlich Rauch- und Staubumgebungen und regnerischen Tagen.