تحليل موجز لمبدأ مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية

الموجات فوق الصوتية مستشعر تُعدّ أجهزة الاستشعار هذه مُطوّرة باستخدام خصائص الموجات فوق الصوتية. الموجات فوق الصوتية هي موجات ميكانيكية ذات تردد اهتزاز أعلى من الموجات الصوتية العادية، وتتولد نتيجة اهتزاز شريحة المحوّل تحت تأثير جهد كهربائي. تتميز هذه الموجات بترددها العالي، وطول موجتها القصير، وقلة ظاهرة الحيود، وقدرتها العالية على التوجيه، وانتشارها الموجه. تتمتع الموجات فوق الصوتية بقدرة اختراق عالية للسوائل والمواد الصلبة، وخاصةً في المواد الصلبة، حيث يمكنها الاختراق إلى عمق عشرات الأمتار. عند اصطدام الموجة فوق الصوتية بالشوائب أو الأسطح البينية، فإنها تُحدث انعكاسًا كبيرًا يُشكّل موجة عائدة، وعند اصطدامها بجسم متحرك، فإنها تُحدث تأثير دوبلر. لذلك، يُستخدم اختبار الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في الصناعة، والدفاع الوطني، والطب الحيوي، وغيرها، كطريقة للكشف. يُطلق على الجهاز القادر على توليد واستقبال الموجات فوق الصوتية اسم مستشعر الموجات فوق الصوتية، ويُشار إليه أيضًا باسم محوّل الطاقة فوق الصوتي أو مسبار الموجات فوق الصوتية. يتكون مسبار الموجات فوق الصوتية بشكل أساسي من رقائق كهرضغطية، قادرة على إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية. تُستخدم مسابير الموجات فوق الصوتية منخفضة الطاقة في الغالب لأغراض الكشف. تتنوع هياكلها، ويمكن تقسيمها إلى مسبار مستقيم (للموجات الطولية)، ومسبار مائل (للموجات المستعرضة)، ومسبار الموجات السطحية، ومسبار موجات لامب، ومسبار مزدوج (أحدهما يعكس والآخر يستقبل). يتكون قلب مسبار الموجات فوق الصوتية من رقاقة كهرضغطية داخل غلاف بلاستيكي أو معدني. تتعدد المواد المستخدمة في تصنيع الرقاقة، كما تختلف أحجام العناصر، كالقطر والسماكة، مما يؤدي إلى اختلاف أداء كل مسبار. تشمل مؤشرات الأداء الرئيسية لمستشعرات الموجات فوق الصوتية ما يلي: (1) تردد التشغيل: وهو تردد الرنين للرقاقة الكهرضغطية. عندما يتساوى تردد جهد التيار المتردد المطبق مع تردد الرنين، تكون طاقة الخرج في أعلى مستوياتها، وكذلك الحساسية. (2) درجة حرارة التشغيل. نظرًا لأن درجة حرارة كوري للمواد الكهروإجهادية مرتفعة نسبيًا، وخاصةً مسبار الموجات فوق الصوتية المستخدم في التشخيص، فإنه يستهلك طاقة أقل، مما يجعله يعمل بدرجة حرارة منخفضة نسبيًا، ويمكنه العمل لفترات طويلة دون أعطال. أما مسابير الموجات فوق الصوتية المستخدمة في المجال الطبي، فتتميز بدرجات حرارة مرتفعة نسبيًا وتتطلب معدات تبريد خاصة. (3) الحساسية: تعتمد الحساسية بشكل أساسي على تصنيع الرقاقة نفسها. فكلما زاد معامل الاقتران الكهروميكانيكي، زادت الحساسية؛ وإلا انخفضت. البنية ومبدأ العمل: عند تطبيق جهد كهربائي على سيراميك كهروإجهادي، يحدث تشوه ميكانيكي مع تغير الجهد والتردد. من ناحية أخرى، عند اهتزاز السيراميك الكهروإجهادي، تتولد شحنة كهربائية. باستخدام هذا المبدأ، عند تطبيق إشارة كهربائية على مهتز مكون من قطعتين من السيراميك الكهروإجهادي أو من سيراميك كهروإجهادي وصفيحة معدنية (ما يُعرف بالعنصر ثنائي الشكل)، تنبعث موجات فوق صوتية نتيجةً للاهتزاز الانحنائي. بدلاً من ذلك، عند تطبيق اهتزازات فوق صوتية على العنصر ثنائي الطبقة، تتولد إشارة كهربائية. وبناءً على هذه التأثيرات، يمكن استخدام السيراميك الكهروإجهادي كمستشعرات فوق صوتية. يجب أن تكون المستشعرات فوق الصوتية المُخصصة للاستخدام الخارجي محكمة الإغلاق لمنع دخول الندى والمطر والغبار. يُثبّت السيراميك الكهروإجهادي داخل الجزء العلوي من الصندوق المعدني، بينما تُثبّت القاعدة في الطرف المفتوح للصندوق وتُغطى بالراتنج. تتطلب المستشعرات فوق الصوتية المستخدمة في الروبوتات الصناعية دقة تصل إلى 1 مم، وتتميز بإشعاع فوق صوتي قوي. في الكشف عالي التردد، يجب استخدام السيراميك الكهروإجهادي ذي أنماط اهتزاز رأسية. في هذه الحالة، يصبح توافق المعاوقة الصوتية للسيراميك الكهروإجهادي مع الهواء بالغ الأهمية. تبلغ المعاوقة الصوتية للسيراميك الكهروإجهادي 2.6 × 10⁷ كجم/م²ث، بينما تبلغ المعاوقة الصوتية للهواء 4.3 × 10² كجم/م²ث. يؤدي فرق قوى مقداره 5 إلى خسائر كبيرة على سطح إشعاع الاهتزاز الكهروإجهادي. تُلصق مادة خاصة بالخزف الكهروإجهادي كطبقة مطابقة صوتية تُطابق المعاوقة الصوتية للهواء. يسمح هذا التركيب لأجهزة الاستشعار فوق الصوتية بالعمل بكفاءة عند ترددات تصل إلى مئات الكيلوهرتز. المبدأ التقني وتطبيقات مستشعر المسافة فوق الصوتي: يُستخدم مستشعر المسافة فوق الصوتي على نطاق واسع في مراقبة مستوى المواد والسوائل، وتجنب اصطدام الروبوتات، ومفاتيح التقارب فوق الصوتية المختلفة، وأجهزة إنذار السرقة، وغيرها من المجالات ذات الصلة.

تلتزم شركة قوانغدونغ كايدي لتكنولوجيا الطاقة المحدودة بإرضاء عملائها من خلال مجموعة واسعة من أفضل تجارب الاستخدام.

على مدى سنوات عديدة، بحثت شركة قوانغدونغ كايدي لتكنولوجيا الطاقة المحدودة ووجدت العديد من الأسرار لمساعدتك في تخصيص مؤشر مستوى الطاقة. تفضل بزيارة مؤشر مستوى الطاقة من كايدي للتعرف على بعض هذه الأسرار.

إذا كنت تبحث عن أفضل المنتجات، فإليك بعض المنتجات مثل مقياس مستوى السائل، ومؤشر مستوى السائل المُخصّص، ومؤشر مستوى السائل المُخصّص بتصاميم متنوعة ستلبي احتياجاتك بالتأكيد. تفضل بزيارة موقع كايدي لمؤشرات مستوى السائل لمعرفة المزيد!

تعتبر شركة قوانغدونغ كايدي لتكنولوجيا الطاقة المحدودة مقياس مستوى الماء تطوراً لا ثورة. لطالما كانت لدينا هذه الأسواق "التجارة الاجتماعية" بشكل أو بآخر.

من خلال بناء علاقة حول KAIDI وتلبية احتياجات جمهور البيرة الحرفية على وجه التحديد، تمكنت شركة Guangdong Kaidi Energy Technology Co., Ltd. من جمع رأس المال والوعي بالعلامة التجارية اللازمين لاقتحام السوق المحلية بنجاح بدعم شعبي واسع.