Connaissance connexe des capteurs de transducteurs à ultrasons

Introduction de base:

Le capteur des transducteurs à ultrasons est développé en utilisant les caractéristiques de l'échographie. Il a les caractéristiques de la longueur d'onde à haute fréquence, une courte longueur d'onde, un petit phénomène de diffraction, en particulier une bonne directivité, qui peut devenir des rayons et se propager directionnellement. Les ondes à ultrasons ont une grande capacité à pénétrer les liquides et les solides. Les ondes ultrasoniques provoqueront des réflexions importantes lorsqu'ils rencontrent des impuretés ou des interfaces, formant des échos, et ils peuvent produire des effets Doppler lorsqu'ils rencontrent des objets en mouvement. Par conséquent, les tests à ultrasons sont largement utilisés dans l'industrie, la défense nationale, la biomédecine, etc. Pour utiliser l'échographie comme méthode de détection, l'échographie doit être générée et reçue. L'appareil qui accomplit cette fonction est un capteur à ultrasons, qui est habituellement appelé transducteur à ultrasons ou une sonde à ultrasons.

Composant:

La sonde d'onde acoustique est principalement composée de tranches piézoélectriques, qui peuvent transmettre et recevoir des ondes ultrasoniques. Les sondes à échographie à basse puissance sont principalement utilisées pour la détection. Il a de nombreuses structures différentes, qui peuvent être divisées en sonde droite (onde longitudinale), sonde oblique (onde transversale), sonde d'onde de surface (onde de surface), sonde (onde d'agneau), sonde double (une réflexion sur une sonde, une réception de sonde) , etc.

Principe de fonctionnement:

Les gens peuvent entendre le son car la vibration de l'objet se trouve dans la plage de 20 kHz, plus de 20 kHz sont appelés ultrasoniques et moins de 20 Hz est appelé infrasound.

L'échographie est une sorte d'oscillation mécanique dans un milieu élastique, qui a deux formes: l'oscillation transversale (onde transversale) et l'oscillation longitudinale (onde longitudinale). L'application dans l'industrie adopte principalement l'oscillation longitudinale. Les ondes ultrasoniques peuvent se propager dans les gaz, les liquides et les solides, et leurs vitesses de propagation sont différentes. De plus, il possède également des phénomènes de réfraction et de réflexion et d'atténuation pendant la propagation. La fréquence des vagues à ultrasonscompteur de niveau ultrasonique sans contactse propagent dans l'air est faible, généralement des dizaines de kHz, tandis que dans les solides et les liquides, la fréquence peut être plus élevée. L'atténuation est plus rapide dans l'air, alors qu'elle se propage dans le liquide et solide, l'atténuation est petite et la propagation est plus longue. En utilisant les caractéristiques de l'échographie, il peut être transformé en divers capteurs à ultrasons, équipés de différents circuits, et transformés en divers instruments et appareils de mesure à ultrasons, et ils sont largement utilisés dans la communication, les appareils médicaux et d'autres aspects.

Les principaux matériaux deTransducteur à ultrasons de 200 kHzsont du cristal piézoélectrique (électrostriction) et de l'alliage nickel-fer-aluminium (magnétostriction). Les matériaux électrostrictifs comprennent le titanate de zirconate de plomb (PZT) et ainsi de suite. Le capteur à ultrasons composé de cristal piézoélectrique est un capteur réversible. Il peut convertir l'énergie électrique en oscillation mécanique pour générer des ondes ultrasoniques. Dans le même temps, lorsqu'il reçoit des ondes ultrasoniques, elle peut également être convertie en énergie électrique, de sorte qu'elle peut être divisée en émetteurs ou récepteurs. Certains capteurs à ultrasons peuvent à la fois envoyer et recevoir. Seul le petit capteur à ultrasons est introduit ici. Il y a une légère différence entre l'envoi et la réception. Il convient à la transmission dans l'air, et la fréquence de travail est généralement de 23-25 ​​kHz et 40-45 kHz. Ce type de capteur à ultrasons convient à des fins de télécommande, de télécommande, antivol et à d'autres fins. Il y a T / R-40-60, T / R-40-12, etc. (où T signifie envoyer, R signifie recevoir, 40 signifie que la fréquence est de 40 kHz, 16 et 12 signifie son diamètre extérieur, en millimètres). Il existe également un capteur à ultrasons scellé (type MA40EI). Il se caractérise par l'étanchéité (mais pas dans l'eau) et peut être utilisé comme niveau de matériau et interrupteur de proximité. Ses performances sont meilleures. Il existe trois types de base d'applications à ultrasons, le type de transmission est utilisé pour la télécommande, l'alarme anti-vol, la porte automatique, l'interrupteur de proximité, etc.; Le type de réflexion séparé est utilisé pour la mesure de la distance, le niveau de liquide ou le niveau de matériau; Le type de réflexion est utilisé pour la détection des défauts du matériau, la mesure d'épaisseur, etc. Il est composé d'envoyer un capteur (ou un émetteur d'ondes), de recevoir un capteur (ou un récepteur d'onde), une pièce de commande et une partie d'alimentation. Le capteur de l'émetteur est composé d'un émetteur et d'un transducteur de vibrateur en céramique d'un diamètre d'environ 15 mm. La fonction du transducteur est de convertir l'énergie de vibration électrique du vibrateur céramique en super énergie et de rayonner en l'air; Alors que le capteur de réception est composé d'un transducteur de vibrateur en céramique composé d'un circuit d'amplificateur, le transducteur reçoit l'onde pour produire des vibrations mécaniques et la convertit en énergie électrique, qui est utilisée comme sortie du capteur ultrasonique pour détecter le super-traction. Dans une utilisation réelle, le vibrateur en céramique utilisé comme capteur de transmission peut également être utilisé. Utilisé comme vibrateur en céramique pour le capteur du récepteur. La partie de contrôle contrôle principalement la fréquence de la chaîne d'impulsions, le cycle de service, la modulation clairsemée, le comptage et la distance de détection envoyée par l'émetteur.

Programme de travail

Si une tension à haute fréquence de 40 kHz est appliquée à la feuille de céramique piézoélectrique (oscillateur à double cristal) avec une fréquence de résonance de 40 kHz dans le capteur de transmission, la feuille de céramique piézoélectrique se développera et se contractera selon la polarité de la feuille de céraïcée à haute fréquence appliquée, puis envoyer des vagues ultrasoniques de 40 kHz, l'onde à ultrasonsTransducteur ultrasonique du matériau en laitonse propage sous forme de densité (le degré de densité peut être modulé par le circuit de commande) et est transmis au récepteur d'onde. Le récepteur utilise le principe de l'effet piézoélectrique utilisé par le capteur de pression, c'est-à-dire en appliquant une pression sur l'élément piézoélectrique pour faire détruire l'élément piézoélectrique, puis un sinus de 40 kHz avec un pôle \"+ \" d'un côté et un \ \"- \" Pole de l'autre côté. Parce que l'amplitude de la tension haute fréquence est petite, elle doit être amplifiée. Les capteurs à ultrasons permettent au conducteur de sauvegarder en toute sécurité. Le principe est de détecter tous les obstacles sur ou près du chemin du soutien et émettre un avertissement dans le temps. Le système de détection conçu peut fournir des avertissements audibles audibles et visuels visuels en même temps. L'avertissement indique que la distance et la direction des obstacles dans la zone aveugle sont détectées. De cette façon, qu'il s'agisse de stationner ou de conduire dans un endroit étroit, avec l'aide du système de détection d'alarme d'obstacle inverse, la pression psychologique du conducteur sera réduite et le conducteur peut prendre facilement les mesures nécessaires.

À

Remarque lorsque vous utilisez:

1. Pour assurer la fiabilité et la durée de vie longue, n'utilisez pas le capteur à l'extérieur ou lorsque la température est supérieure à la température nominale.

2. Le capteur à ultrasons utilise l'air comme milieu de transmission, donc lorsque la température locale est différente, la réflexion et la réfraction à la limite peuvent provoquer un dysfonctionnement et la distance de détection changera également lorsque le vent souffle. Par conséquent, les capteurs à ultrasons ne doivent pas être utilisés à côté d'équipements tels que les ventilateurs forcés.

3. Le jet de la buse d'air a plusieurs fréquences, il affectera donc le capteur à ultrasons et ne doit pas être utilisé près du capteur.

4. Les gouttelettes d'eau à la surface du capteur raccourcissent la distance de détection.

5. Des matériaux tels que la poudre et le fil de coton ne peuvent pas être détectés lorsqu'ils absorbent le son (capteur de réflexion).

6. Le capteur à ultrasons peut être utilisé dans la zone sous vide ou la zone résistante à l'explosion.

7. N'utilisez pas le capteur à ultrasons dans une zone à vapeur; L'atmosphère dans ce domaine est inégale. Un gradient de température sera généré, ce qui entraînera des erreurs de mesure.