wiadomości o firmie Co to jest czujnik ultradźwiękowy?

Co to jest czujnik ultradźwiękowy?

Czujnik ultradźwiękowy to urządzenie, które mierzy odległość od czujnika do obiektu w powietrzu bez kontaktu fizycznego.Oblicza odległość, emitując fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości (zwane również ultradźwiękowymi falami dźwiękowymi) na mierzony obiekt - odbierając odbite fale dźwiękowe i obliczając odległość od czujnika.Czas pomiędzy transmisją ze źródła nadawczego a powrotem ze źródła odbiorczego, a następnie mierzony jest dystans.

Czujnik ultradźwiękowy jest ważną gałęzią produktów czujnikowych i zajmuje dużą część przemysłu czujnikowego.Czujnik ultradźwiękowy ma wiele zalet, takich jak wysoka precyzja, wysoka czułość, duża zdolność adaptacji i niski koszt, co czyni go najlepszym wyborem do warunków wykrywania na niewielką odległość.Wybierz.Wraz z ciągłym ulepszaniem produktów i ciągłym rozwojem przemysłu przetwórczego, przyszłe perspektywy rozwoju branży czujników ultradźwiękowych są bardzo szerokie.

Istnieje wiele rodzajów czujników ultradźwiękowych.W zależności od trybu detekcji można je podzielić na dwa typy: zintegrowany transceiver i split transceiver.W zależności od struktury można je podzielić na trzy typy: typu wysokiej częstotliwości, typu otwartego i typu wodoodpornego.W zależności od materiału można je podzielić na typ piezoelektryczny (typ elektrostrykcyjny) i typ magnetostrykcyjny, w zależności od środowiska użytkowania można również podzielić na czujniki ultradźwiękowe w gazie i czujniki ultradźwiękowe w cieczy.

Piezoelektryczne (elektrostrykcyjne) czujniki ultradźwiękowe:

Piezoelektryczny czujnik ultradźwiękowy to czujnik ultradźwiękowy, który wykorzystuje do pracy zasadę efektu piezoelektrycznego materiałów piezoelektrycznych.Powszechnie stosowanymi wrażliwymi elementami są głównie kryształy piezoelektryczne i ceramika piezoelektryczna.Ze względu na różnicę dodatnich i odwrotnych efektów piezoelektrycznych, piezoelektryczne czujniki ultradźwiękowe dzielą się na dwa typy: generator (sonda nadawcza) i odbiornik (sonda odbiorcza)., Sondy z falą jagnięcą, sondy o zmiennym kącie, sondy z podwójnym kryształem, sondy skupiające, sondy zanurzeniowe, sondy do rozpylania wody i sondy specjalne itp.

Piezoelektryczne generatory ultradźwiękowe wykorzystują zasadę odwrotnego efektu piezoelektrycznego do przekształcania drgań elektrycznych o wysokiej częstotliwości w drgania mechaniczne o wysokiej częstotliwości w celu generowania fal ultradźwiękowych.Gdy częstotliwość przyłożonego napięcia przemiennego jest równa częstotliwości własnej materiału piezoelektrycznego, wystąpi rezonans, a generowana w tym czasie fala ultradźwiękowa jest najsilniejsza.Piezoelektryczne czujniki ultradźwiękowe mogą generować fale ultradźwiękowe o wysokiej częstotliwości w zakresie od kilkudziesięciu kiloherców do kilkudziesięciu megaherców, a ich natężenie dźwięku może sięgać dziesiątek watów na centymetr kwadratowy.Piezoelektryczne odbiorniki ultradźwiękowe działają na zasadzie dodatniego efektu piezoelektrycznego.Kiedy fala ultradźwiękowa działa na płytkę piezoelektryczną, powodując jej rozszerzanie się i kurczenie, na dwóch powierzchniach płytki powstają ładunki o przeciwnych biegunach.Ładunki te są przekształcane w napięcia, wzmacniane i przesyłane do obwodu pomiarowego, a na koniec rejestrowane lub wyświetlane.Struktura piezoelektrycznego odbiornika ultradźwiękowego jest zasadniczo taka sama jak generatora ultradźwiękowego, a czasami ten sam czujnik jest używany zarówno jako generator, jak i odbiornik.

Magnetostrykcyjny czujnik ultradźwiękowy:

Zjawisko rozciągania się i kurczenia materiałów ferromagnetycznych wzdłuż kierunku pola magnetycznego w zmiennym polu magnetycznym nazywamy efektem magnetostrykcyjnym.Siła efektu magnetostrykcyjnego, czyli stopień wydłużenia i skrócenia materiału, różni się w zależności od różnych materiałów ferromagnetycznych.Efekt magnetostrykcyjny niklu jest największy.Jeśli najpierw przyłoży się określone pole magnetyczne prądu stałego, a następnie przyłoży się prąd przemienny, może on działać w regionie o najlepszych właściwościach.Oprócz niklu materiały czujnika magnetostrykcyjnego obejmują stop żelazowo-diamentowo-wanadowy oraz ferryt zawierający cynk i nikiel.Działają w wąskim zakresie wydajności, w granicach kilkudziesięciu kiloherców, ale z mocą do 100 000 watów, poziomem dźwięku do kilku kilowatów na milimetr kwadratowy i wysoką tolerancją temperaturową.

Magnetostrykcyjny generator ultradźwiękowy ma na celu umieszczenie materiału ferromagnetycznego w zmiennym polu magnetycznym, tak aby wytwarzał naprzemienną zmianę wielkości mechanicznej, to znaczy wibracje mechaniczne, generując w ten sposób fale ultradźwiękowe.Jest wytwarzany przez ułożenie kilku arkuszy niklu o grubości 0,1-0,4 mm, a arkusze są izolowane w celu zmniejszenia strat prądów wirowych.Zasada działania magnetostrykcyjnego odbiornika ultradźwiękowego polega na tym, że gdy fala ultradźwiękowa działa na materiał magnetostrykcyjny, powoduje rozszerzanie się i kurczenie materiału, powodując w ten sposób zmianę jego wewnętrznego pola magnetycznego (to znaczy przepuszczalności magnetycznej).Zgodnie z indukcją elektromagnetyczną indukowaną siłę elektromotoryczną uzyskuje się w cewce nawiniętej na materiale magnetostrykcyjnym.Potencjał ten jest przesyłany do obwodu pomiarowego i ostatecznie rejestrowany lub wyświetlany.

Czujniki ultradźwiękowe mają tę zaletę, że są szeroko stosowane i wszechstronne.Pod względem obszarów zastosowań może być używany do wykrywania poziomu wody, zastosowań dronów, aplikacji do automatycznego unikania przeszkód, aplikacji do wykrywania odległości itp .;pod względem typów testów istnieją wykrywanie bezdotykowe, wykrywanie poziomu, wykrywanie pozycji, wykrywanie odległości itp. Może spełnić większość wymagań dotyczących wykrywania.Jednocześnie czujniki ultradźwiękowe mają szeroki zakres zastosowań w monitorowaniu stanu i konserwacji predykcyjnej, w tym w kotłach, sprężarkach, wymiennikach ciepła, odwadniaczach, zaworach i innych elementach.Mogą zminimalizować przestoje produkcyjne, poprawić możliwości rozwiązywania problemów, poprawić kontrolę jakości i bezpieczeństwo oraz zapewnić znaczące korzyści ekonomiczne.

Główną zaletą czujników ultradźwiękowych jest ich duża odporność na zakłócenia środowiskowe, co oznacza, że ​​mogą być używane w dowolnym środowisku oświetleniowym i są niezawodne w różnych warunkach oświetleniowych, takich jak wewnętrzne lub zewnętrzne, złożone oświetlenie otoczenia itp. Bezdotykowe wykrywanie może być wyniesionym.Dlatego w niektórych zastosowaniach czujniki ultradźwiękowe są lepsze niż czujniki na podczerwień, ponieważ nie mają na nie wpływu sadza ani czarna materia.Jednocześnie czujniki ultradźwiękowe mogą wykrywać obiekty przezroczyste, w tym echa odbite od powierzchni szkła i cieczy, są odporne na działanie mgły, kurzu i brudu oraz stabilnie wykrywają obiekty o skomplikowanych kształtach, takie jak tace siatkowe, sprężyny itp.