مبدأ/خصائص وتطبيق مستشعر الموجات فوق الصوتية

الموجات فوق الصوتية شائعة الاستخدام مستشعر تتكون المجسات فوق الصوتية من رقائق كهرضغطية، قادرة على إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية. تُستخدم المجسات فوق الصوتية منخفضة الطاقة في الغالب للكشف. ولها هياكل متنوعة، يمكن تقسيمها إلى مجسات مستقيمة (موجات طولية)، ومجسات مائلة (موجات مستعرضة)، ومجسات الموجات السطحية، ومجسات موجات لامب، ومجسات مزدوجة (مجس للإرسال وآخر للاستقبال). تحوّل المجسات فوق الصوتية الإشارات فوق الصوتية إلى إشارات طاقة أخرى (عادةً إشارات كهربائية). الموجات فوق الصوتية هي موجات ميكانيكية يزيد تردد اهتزازها عن 20 كيلوهرتز. تتميز بتردد عالٍ، وطول موجي قصير، وظاهرة حيود ضئيلة، واتجاهية عالية، مما يسمح لها بالانتشار في اتجاه محدد. تتمتع الموجات فوق الصوتية بقدرة كبيرة على اختراق السوائل والمواد الصلبة، وخاصة المواد المعتمة لأشعة الشمس. عندما تصطدم الموجات فوق الصوتية بالشوائب أو الأسطح البينية، فإنها تُحدث انعكاسًا كبيرًا يُشكّل صدى، وعندما تصطدم بجسم متحرك، فإنها تُحدث تأثير دوبلر. تُستخدم أجهزة الاستشعار فوق الصوتية على نطاق واسع في الصناعة والدفاع الوطني والطب الحيوي، وغيرها. جهاز الاستشعار هو جهاز قادر على استشعار الجسم المراد قياسه وتحويله إلى إشارة قابلة للاستخدام وفقًا لقانون معين، ويتكون عادةً من عنصر حساس وعنصر تحويل. جهاز الاستشعار هو جهاز كشف قادر على استشعار المعلومات المقاسة، وتحويلها إلى إشارات كهربائية أو أشكال أخرى مطلوبة من مخرجات المعلومات وفقًا لقواعد محددة، وذلك لتلبية متطلبات نقل المعلومات ومعالجتها وتخزينها وعرضها وتسجيلها والتحكم بها. وهو الحلقة الأولى لتحقيق الكشف والتحكم الآليين. لا توجد حاليًا طريقة تصنيف موحدة لأجهزة الاستشعار، ولكن تُستخدم الطرق الثلاث التالية بشكل شائع: 1. وفقًا للكمية الفيزيائية التي يقيسها المستشعر، يمكن تقسيمه إلى مستشعرات مثل مستشعرات الإزاحة، والقوة، والسرعة، ودرجة الحرارة، ومعدل التدفق، وتركيب الغاز، وما إلى ذلك. 2. وفقًا لمبدأ عمل المستشعر، يمكن تقسيمه إلى مستشعرات المقاومة، والسعة، والحث، والجهد، ومستشعرات هول، والمستشعرات الكهروضوئية، ومستشعرات الشبكة، ومستشعرات المزدوجة الحرارية، وغيرها. 3. وفقًا لطبيعة إشارة خرج المستشعر، يمكن تقسيمه إلى: مستشعر من نوع المفتاح، حيث يكون خرجه عبارة عن قيمة مفتاحية (1 و0 أو تشغيل وإيقاف)؛ مستشعر تناظري؛ مستشعر رقمي نبضي أو مُشفّر. مقدمة أساسية عن مستشعر الموجات فوق الصوتية: مستشعر الموجات فوق الصوتية هو مستشعر تم تطويره باستخدام خصائص الموجات فوق الصوتية. عند استخدام الموجات فوق الصوتية كطريقة للكشف، يجب توليد هذه الموجات واستقبالها. الجهاز الذي يقوم بهذه الوظيفة هو مستشعر الموجات فوق الصوتية، والذي يُطلق عليه عادةً محول طاقة الموجات فوق الصوتية أو مسبار الموجات فوق الصوتية. يتكون مسبار الموجات فوق الصوتية بشكل أساسي من رقائق كهرضغطية، قادرة على إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية. ويُشكل قلب المسبار رقاقة كهرضغطية داخل غلاف بلاستيكي أو معدني. وتتنوع المواد المُستخدمة في تصنيع هذه الرقاقة، حيث تُعد البلورات الكهرضغطية (الكهربائية الانضغاطية) وسبائك النيكل والحديد والألومنيوم (المغناطيسية الانضغاطية) من المواد الرئيسية المستخدمة في أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية. وتشمل المواد الكهرانضغاطية زركونات تيتانات الرصاص (PZT) وغيرها. ويُعد مستشعر الموجات فوق الصوتية المُكوّن من البلورات الكهرضغطية مستشعرًا عكسيًا، إذ يُمكنه تحويل الطاقة الكهربائية إلى اهتزازات ميكانيكية لتوليد الموجات فوق الصوتية. وفي الوقت نفسه، عند استقباله للموجات فوق الصوتية، يُمكنه أيضًا تحويلها إلى طاقة كهربائية، ولذلك يُمكن تصنيفه إلى مُرسلات ومُستقبلات. بعض أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية قادرة على الإرسال والاستقبال معًا. يتكون مستشعر الموجات فوق الصوتية من مستشعر إرسال (أو مُرسِل الموجات)، ومستشعر استقبال (أو مُستقبِل الموجات)، ووحدة تحكم، ووحدة تزويد بالطاقة. يتألف مستشعر الإرسال من مُرسِل ومُحوِّل طاقة اهتزازي خزفي بقطر حوالي 15 مم. تتمثل وظيفة مُحوِّل الطاقة في تحويل طاقة الاهتزاز الكهربائي للمُحوِّل الخزفي إلى طاقة فائقة وبثها في الهواء؛ بينما يقوم مستشعر الاستقبال بتحويل طاقة الاهتزاز بواسطة المُحوِّل الخزفي. يتكون مُحوِّل الطاقة من مُحوِّل طاقة ودائرة تضخيم. يستقبل مُحوِّل الطاقة الموجة لتوليد اهتزاز ميكانيكي، ثم يحولها إلى طاقة كهربائية، ويُستخدم كمخرج لمستشعر الاستقبال، وذلك للكشف عن الموجات فوق الصوتية المُرسَلة. تتحكم وحدة التحكم بشكل أساسي في تردد سلسلة النبضات، ودورة التشغيل، والتعديل المتفرق، والعد، ومسافة الكشف التي يرسلها المُرسِل. مبدأ عمل مستشعر الموجات فوق الصوتية: مستشعر الموجات فوق الصوتية هو مستشعر تم تطويره باستخدام خصائص الموجات فوق الصوتية. الموجات الصوتية هي شكل من أشكال انتشار حالة الاهتزاز الميكانيكي لجسم ما. الموجات فوق الصوتية هي موجات صوتية بتردد اهتزازي يزيد عن 20,000 هرتز. يبلغ عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة مستوىً عالياً جداً، يتجاوز الحد الأعلى للسمع البشري. لذا يُطلق على هذه الموجات الصوتية غير المسموعة اسم الموجات فوق الصوتية. الموجات فوق الصوتية هي اهتزاز ميكانيكي في وسط مرن، ولها شكلان: الاهتزاز المستعرض (الموجة المستعرضة) والاهتزاز الطولي (الموجة الطولية). تُستخدم الاهتزازات الطولية بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية. يمكن للموجات فوق الصوتية أن تنتشر في الغازات والسوائل والمواد الصلبة بسرعات انتشار مختلفة.

إذا كنت تمتلك شركة متخصصة في أجهزة قياس مستوى السوائل، فتأكد من اختيار جهاز من شركة قوانغدونغ كايدي لتكنولوجيا الطاقة المحدودة. ففي النهاية، أنت بحاجة إلى معدات عالية الجودة لتقديم خدمة عالية الجودة لعملائك.

هل تبحث عن شركة لتصميم وتصنيع مؤشر مستوى مخصص لجهاز قياس مستوى الماء الخاص بك؟ تفضل بزيارة موقع كايدي لمؤشرات مستوى الماء اليوم لمزيد من المعلومات.

تُتيح لك شركة قوانغدونغ كايدي لتكنولوجيا الطاقة المحدودة فهم عملائك، والتعرف على ما يُميزهم وما يُحفز سلوكهم. وبذلك، يُمكننا الاستفادة من هذه المعلومات القيّمة لتخصيص تفاعلاتنا معهم وإثبات أهمية مقياس مستوى الطاقة بالنسبة لهم.