Ultrasonik sensorning ishlashi
Piezoelektrik ultratovush sensorlari ishlash uchun piezoelektrik materiallarning piezoelektrik ta'siri printsipidan foydalanadi. Keng tarqalgan ishlatiladigan sezgir komponentlar asosan piezoelektrik kristallar va piezoelektrik keramikalarni o'z ichiga oladi.
Ijobiy va teskari piezoelektrik effektlar o'rtasidagi farqga ko'ra, piezoelektrik ultratovush sensorlari generatorlarga (uzatuvchi problar) va qabul qiluvchilarga (qabul qiluvchi problar) bo'linadi. Tuzilishi va ishlatiladigan to'lqin turiga ko'ra, ularni tekis zondlarga, sirt to'lqinli zondlarga va qo'zi to'lqinli zondga, o'zgarmaydigan burchakli zondga, ikkita kristalli zondga, fokusli zondga, suvga botirish probiga, suv purkagich probiga va maxsus zondga va boshqalarga bo'lish mumkin. .
Piezoelektrik ultratovush generatori tebranishlarni yuqori chastotali tebranish tahliliga aylantirish uchun teskari piezoelektrik yordam printsipidan foydalanadi va keyin ultratovush to'lqinlarini hosil qiladi. O'zgaruvchan ish kuchlanishining chastotasi piezoelektrik materialning rezonans chastotasiga teng bo'lsa, u rezonansga olib keladi va bu vaqtda hosil bo'lgan ultratovush to'lqini eng kuchli hisoblanadi. Piezoelektrik ultratovush sensori o'nlab kilogertsdan o'nlab megahertsgacha bo'lgan yuqori chastotali ultratovush to'lqinlarini yaratishi mumkin va uning ovoz intensivligi darajasi kub santimetr uchun o'nlab vattga yetishi mumkin.
Oddiy piezoelektrik ultratovush sensorining asosiy tuzilishi piezoelektrik gofret, assimilyatsiya bloki (damping bloki) va himoya plyonkadan iborat. Piezoelektrik gofretlar asosan disk shaklida bo'lib, ultratovush chastotasi uning qalinligi bilan teskari proportsionaldir. Piezoelektrik chipning ikki tomoni o'tkazuvchan qutb bo'lagi sifatida kumush qatlam bilan qoplangan, pastki tomoni erga ulangan va yuqori tomoni transformatorning topraklama simiga olib boriladi. Sensor va DUT o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqani yaxshiroq oldini olish va piezoelektrik chipga zarar etkazish uchun piezoelektrik chip ostida himoya plyonka yopishtiriladi. Absorbtsiya blokining ta'siri piezoelektrik chipning mexanik uskunasining sifatini pasaytirish va ultratovush to'lqinining kinetik energiyasini o'zlashtirishdan iborat.
Piezoelektrik ultratovushli qabul qiluvchi ijobiy piezoelektrik effekt printsipi asosida ishlaydi. Ultrasonik to'lqinlar pyezoelektrik gofretga ta'sir qilganda, gofretning kengayishi va qisqarishiga olib keladi, gofretning ikki yuzasida qarama-qarshi qutbli zaryadlar hosil bo'ladi. Ushbu zaryadlar kuchlanishlarga aylantiriladi va kuchaytirilgandan so'ng o'lchash sxemasiga yuboriladi va nihoyat qayd etiladi yoki ko'rsatiladi. Piezoelektrik ultratovushli qabul qiluvchining tuzilishi asosan ultratovush generatoriniki bilan bir xil bo'lib, ba'zida bir xil sensor ham generator, ham qabul qiluvchi sifatida ishlatiladi.
Ultrasonik sensorning asosiy ishlashi quyidagilarni o'z ichiga oladi:
(1) Ish chastotasi: ish chastotasi piezoelektrik gofretning rezonans chastotasidir. Uning ikki uchiga qo'llaniladigan AC kuchlanish chastotasi chipning rezonans chastotasiga teng bo'lsa, chiqish energiyasi eng yuqori va sezgirlik eng yuqori bo'ladi.
(2) Ish harorati: Piezoelektrik materiallarning Curie nuqtasi odatda nisbatan yuqori bo'lgani uchun, ayniqsa diagnostika uchun ishlatiladigan ultratovushli prob kam quvvat ishlatganda, ish harorati nisbatan past bo'ladi va u uzoq vaqt ishlamay qolishi mumkin. Tibbiy ultratovush problarining harorati nisbatan yuqori va alohida sovutish uskunalarini talab qiladi.
(3) Sezuvchanlik: asosan ishlab chiqarish gofretining o'ziga bog'liq. Elektromexanik ulanish koeffitsienti katta va sezgirlik yuqori; aksincha, sezgirlik past bo'ladi.
Ultrasonik sensorlarning ishlash mezonlari:
Ultrasonik sensorlar ishlash tamoyillariga ko'ra piezoelektrik, magnitostriktiv, elektromagnit va boshqalarga bo'linishi mumkin. Piezoelektrik turi eng ko'p qo'llaniladi.
