Što je ultrazvučni senzor?
Ultrazvučni senzor je uređaj koji mjeri udaljenost od senzora do objekta kroz zrak bez fizičkog kontakta. Izračunava udaljenost emitiranjem visokofrekventnih zvučnih valova (koji se nazivaju i ultrazvučni zvučni valovi) na izmjerenom objektu - primanjem reflektiranih zvučnih valova i izračunavanjem udaljenosti od senzora. Vrijeme između prijenosa iz izvora odašiljanja i povratka iz izvora primanja, tada se mjeri udaljenost.
Ultrazvučni senzor je važna grana senzorskih proizvoda i zauzima veliki udio u senzorskoj industriji. Ultrazvučni senzor ima mnoge prednosti kao što su visoka preciznost, visoka osjetljivost, jaka prilagodljivost i niska cijena, što ga čini najboljim izborom za uvjete senzora na kratkim udaljenostima. odabirati. Uz kontinuiranu nadogradnju proizvoda i kontinuirani rast industrija nizvodno, budući izgledi za razvoj ultrazvučne industrije senzora vrlo su široki.
Postoje mnoge vrste ultrazvučnih senzora. Prema materijalu, mogu se podijeliti na piezoelektrični tip (Elektrostrični tip) i magnetostriktivni tip
Piezoelektrični (elektrostriktivni) ultrazvučni senzori:
Piezoelektrični ultrazvučni generatori koriste princip inverznog piezoelektričnog učinka za pretvaranje visokofrekventnih električnih vibracija u visokofrekventne mehaničke vibracije za stvaranje ultrazvučnih valova. Kada je učestalost primijenjenog izmjeničnog napona jednaka prirodnoj frekvenciji piezoelektričnog materijala, doći će do rezonancije, a ultrazvučni val generiran u ovom trenutku je najjači. Piezoelektrični ultrazvučni senzori mogu generirati visokofrekventne ultrazvučne valove u rasponu od desetaka kiloherca do desetaka megaherca, a njihov intenzitet zvuka može doseći desetke vata po kvadratnom centimetru. Piezoelektrični ultrazvučni prijemnici djeluju na principu pozitivnog piezoelektričnog učinka. Kada ultrazvučni val djeluje na piezoelektričnu pločicu kako bi uzrokovao širenje i skupljanje pločica, na dvije površine pločice stvaraju se naboji suprotnih polariteta. Ti se naboji pretvaraju u napone, pojačavaju i šalju u mjerni krug te na kraju bilježe ili prikazuju. Struktura piezoelektričnog ultrazvučnog prijemnika u osnovi je ista kao i kod ultrazvučnog generatora, a ponekad se isti senzor koristi i kao generator i kao prijemnik.
Magnetostrictive ultrazvučni senzor:
Fenomen da se feromagnetski materijali protežu i skupljaju duž smjera magnetskog polja u izmjeničnom magnetskom polju naziva se magnetostriktivni učinak. Čvrstoća magnetostrictivnog učinka, odnosno stupanj produljenja i skraćivanja materijala, varira s različitim feromagnetskim materijalima. Magnetostricivni učinak nikla je najveći. Ako se prvo primijeni određeno istosmjerno magnetsko polje, a zatim se primijeni izmjenična struja, ono može raditi u regiji s najboljim karakteristikama. Osim nikla, materijali magnetostriktivnog senzora uključuju leguru vanadija od željeznog dijamanta i ferit koji sadrže cink i nikal. Djeluju u uskom rasponu učinkovitosti, unutar nekoliko desetaka kiloherca, ali s snagama do 100.000 vata, razinama zvuka do nekoliko kilovata po kvadratnom milimetru i visokom temperaturnom tolerancijom.
