Le principe de travail et la structure du capteur de niveau de liquide ultrasonique

Principe de fonctionnement

Les capteurs à ultrasons sont des capteurs développés en utilisant les caractéristiques des ondes ultrasoniques.Transducteur ultrasonique sous-marineest une onde mécanique avec une fréquence de vibration plus élevée que les ondes sonores. Il est généré par la vibration de la puce du transducteur sous l'excitation de la tension. Il a une fréquence à haute fréquence, une longueur d'onde courte, un petit phénomène de diffraction, en particulier une bonne directionnalité, et peut être dirigée vers les rayons. Diffusion et autres caractéristiques. Les ondes ultrasoniques ont une grande capacité à pénétrer les liquides et les solides, en particulier dans les solides opaques au soleil. Il peut pénétrer à une profondeur de dizaines de mètres. Lorsque l'onde à ultrasons frappe l'impureté ou l'interface,Transducteur ultrasonique piézoélectriqueproduira une réflexion significative pour former un écho, et il peut produire un effet Doppler lorsqu'il atteint un objet en mouvement. Par conséquent, les tests à ultrasons sont largement utilisés dans l'industrie, la défense nationale, la biomédecine et d'autres aspects. L'échographie est utilisée comme méthode de détection, et il est nécessaire de générer et de recevoir des ondes à ultrasons. L'appareil qui accomplit cette fonction est un capteur à ultrasons, qui est habituellement appelé transducteur à ultrasons ou une sonde à ultrasons.

Structure et composition

Mesure de profondeur du transducteur ultrasoniqueest principalement composé 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 d'onde d'agneau (onde lam), sonde double (réflexion sur une sonde, une sonde réception) attendez. Le cœur du capteur à ultrasons est une puce piézoélectrique dans sa veste en plastique ou en métal. Il peut y avoir de nombreux types de matériaux qui composent la tranche. La taille de la plaquette, comme le diamètre et l'épaisseur, est également différente, donc les performances de chaque capteur sont différentes, nous devons connaître ses performances avant utilisation.

Indicateurs de performance principaux des capteurs à ultrasons

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

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

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

Comme les capteurs à ultrasons, un vibrateur composite est fixé de manière flexible sur la base. Le vibrateur composite est une combinaison d'un résonateur et d'un vibrateur d'élément bimorphe composé d'une feuille métallique et d'une feuille de céramique piézoélectrique. Le résonateur est sous la forme d'une corne, et le but est de rayonner efficacement les ondes ultrasoniques générées en raison de vibrations et de concentrer efficacement les ondes ultrasoniques au centre du vibrateur.

Les capteurs à ultrasons à usage extérieur doivent avoir de bonnes propriétés d'étanchéité pour empêcher l'intrusion de rosée, de pluie et de poussière. La céramique piézoélectrique est fixée à l'intérieur du haut de la boîte métallique. La base est fixée à l'extrémité ouverte de la boîte et recouverte de résine. Pour les capteurs à ultrasons utilisés dans les robots industriels, il est nécessaire d'avoir une précision de 1 mm et de forts rayonnements ultrasoniques.