Principe du transducteur à ultrasons

1. Introduction

Avec le développement de nouvelles technologies telles que l'automatisation, le nombre detransducteurs à ultrasonsest en augmentation, et tous les instruments et équipements modernes sont inséparables à partir de capteurs de la production industrielle, en particulier dans les processus de production, divers transducteurs sont utilisés pour surveiller et contrôler divers paramètres du processus de production, tels que la température, la pression, le débit, etc., Afin de faire fonctionner l'équipement à son meilleur et le produit est à sa meilleure qualité. Au milieu du 20e siècle, il a été constaté que les cristaux de transducteur de certains milieux (tels que le cristal de quartz, le cristal de tartrate de potassium de sodium, le cristal PZT, etc.) peuvent générer les ondes ultrasoniques de puissance supérieure sous l'action d'une tension élevée et d'une impulsion étroite . Il est différent des ondes sonores audibles, il peut être utilisé pour le soudage de circuits intégrés et le nettoyage à l'intérieur du tube d'image. En termes de détection,transducteur pour la profondeurA les caractéristiques de réfraction et de réflexion similaires aux ondes légères, et des détecteurs de nano ultrasoniques peuvent être utilisés. Il détecte les naufrages du fond marin et les sous-marins ennemis. L'échographie a pénétré dans de nombreuses zones de nos vies maintenant, comme B-ultrasound, télécommande, tests antivol non destructeurs, etc.

2. Le concept d'échographie

Les gens peuvent entendre que le son est généré par la vibration de l'objet. Sa fréquence est dans la plage de 20 Hz-20 KHz, qui est appelée onde sonore audible. Les vibrations mécaniques sont inférieures à 20 Hz sont inaudibles à l'oreille humaine, appelées vagues infrasouses; Les vibrations mécaniques supérieures à 20 kHz sont appelées ondes ultrasoniques et couramment utilisées pour les fréquences ultrasoniques deTransducteur d'écho-sondoir à ultrasonssont de dizaines de kHz à des dizaines de MHz. Les ondes ultrasoniques sont des oscillations mécaniques dans les milieux élastiques. Il existe deux formes: l'oscillation latérale (onde transversale) et l'oscillation longitudinale (onde longitudinale). Les applications utilisées dans l'industrie utilisent souvent des oscillations longitudinales. Les ondes ultrasoniques peuvent voyager dans les gaz, les liquides et les solides, mais à différents taux de propagation. De plus, il a également des désintégres de phénomènes de réfraction et de réflexion pendant la propagation. La fréquence des ondes ultrasoniques se propage dans l'air est relativement faible, il s'agit généralement de dizaines de kHz, mais l'atténuation est plus rapide; La fréquence de propagation dans les solides et les liquides est plus élevée, mais l'atténuation est plus petite et la propagation est plus éloignée.

3. Caractéristiques de l'échographie

La directivité dutransducteur à ultrasonsest bon, il n'est pas facile de diverger et l'énergie est concentrée. Par conséquent, la puissance de pénétration est importante et la perte d'énergie est petite après avoir pénétré la plaque d'acier de plusieurs mètres d'épaisseur. Les ondes ultrasoniques peuvent produire une réflexion et une réfraction significatives lorsqu'ils rencontrent l'interface entre les deux milieux. Ce phénomène est similaire aux ondes légères. La fréquence supérieure est la plus élevéetransducteur pour le débitmètre, le meilleur est la directivité du champ sonore, et plus les caractéristiques de réflexion et de réfraction de l'onde légère sont étroites. En utilisant les caractéristiques des ondes à ultrasons, divers capteurs à ultrasons peuvent être utilisés et différents circuits peuvent être utilisés pour faire divers instruments et appareils de mesure à ultrasons, et sont largement utilisés dans les communications sous-marines, médicales et appliqués.

4. Principe du capteur à ultrasons

Le capteur à ultrasons est un capteur développé en utilisant les caractéristiques des ondes ultrasoniques, et est composé d'un capteur de transmission, d'un capteur de réception, d'une partie de commande et d'une partie d'alimentation. Le capteur de l'émetteur se compose d'un transducteur de vibrateur en céramique piézo et piézo avec un diamètre d'environ 15 mm. Les fonctions detransducteur de débitmètre à ultrasonsest de convertir l'énergie de vibration électrique du vibrateur céramique en super énergie et de rayonner en l'air; Le capteur de réception est un transducteur de vibrateur en céramique piézo. Il est composé d'un circuit d'amplification, la réceptionCapteur à ultrasons 2 MHzest de générer des vibrations mécaniques, les convertit en énergie électrique et agit comme une sortie du récepteur du capteur pour détecter les ondes ultrasoniques transmises. Dans l'utilisation réelle, le vibrateur en céramique piézo est utilisé pour le capteur de transmission. Qui peut également être utilisé comme vibrateur en céramique sur le capteur de réception. La partie contrôle principalement la fréquence d'impulsion, le cycle de service, la modulation et le comptage clairsemées et la distance de détection envoyée par l'émetteur. L'alimentation du capteur de niveau d'huile à ultrasons peut être DC12V ± 10% ou 24 V ± 10%.