Principio/Características y aplicación del sensor ultrasónico

Ultrasonido de uso común sensor Los sensores están compuestos de obleas piezoeléctricas, que pueden transmitir y recibir ondas ultrasónicas. Las sondas ultrasónicas de baja potencia se utilizan principalmente para la detección. Tienen muchas estructuras diferentes, que se pueden dividir en sonda recta (onda longitudinal), sonda oblicua (onda transversal), sonda de onda superficial (onda superficial), sonda de onda de Lamb (onda de Lamb), sonda dual (una sonda transmisora, una sonda receptora), etc. Los sensores ultrasónicos son sensores que convierten señales ultrasónicas en otras señales de energía (generalmente señales eléctricas). El ultrasonido es una onda mecánica cuya frecuencia de vibración es superior a 20 kHz. Tiene las características de alta frecuencia, longitud de onda corta, pequeño fenómeno de difracción, especialmente buena direccionalidad, que puede convertirse en un rayo y propagarse en una dirección. El ultrasonido tiene una gran capacidad de penetración en líquidos y sólidos, especialmente en sólidos opacos a la luz solar. Cuando la onda ultrasónica encuentra impurezas o interfaces, producirá una reflexión significativa para formar un eco, y cuando encuentra un objeto en movimiento, puede producir el efecto Doppler. Los sensores ultrasónicos se utilizan ampliamente en la industria, la defensa nacional, la biomedicina, etc. Un sensor es un dispositivo que puede detectar un objeto medido específico y convertirlo en una señal utilizable según una ley determinada, generalmente compuesto por un elemento sensible y un elemento de conversión. Un sensor es un dispositivo de detección que puede detectar la información medida y puede transformar la información detectada en señales eléctricas u otras formas de salida de información requeridas según ciertas reglas, para así cumplir con los requisitos de transmisión, procesamiento, almacenamiento, visualización, registro y control de la información. Es el primer eslabón para lograr la detección y el control automáticos. Actualmente, no existe un método de clasificación unificado para los sensores, pero los siguientes tres son de uso común: 1. Según la magnitud física del sensor, se pueden dividir en sensores como desplazamiento, fuerza, velocidad, temperatura, caudal, composición de gases, etc. 2. Según la clasificación del principio de funcionamiento del sensor, se pueden dividir en sensores de resistencia, capacitancia, inductancia, voltaje, Hall, fotoeléctricos, de rejilla, termopares y otros. 3. Según la naturaleza de la señal de salida del sensor, se puede dividir en: sensor de tipo interruptor cuya salida es cantidad de interruptor ('1' y '0' o 'encendido' y 'apagado'); salida es sensor analógico; salida es sensor digital de pulso o código. Introducción básica del sensor ultrasónico El sensor ultrasónico es un sensor desarrollado utilizando las características de las ondas ultrasónicas. Utilizando ondas ultrasónicas como método de detección, se deben generar y recibir ondas ultrasónicas. El dispositivo que realiza esta función es un sensor ultrasónico, que usualmente se llama transductor ultrasónico o sonda ultrasónica. La sonda ultrasónica está compuesta principalmente por obleas piezoeléctricas, que no solo pueden transmitir ondas ultrasónicas, sino también recibirlas. El núcleo de una sonda ultrasónica es una oblea piezoeléctrica en su cubierta de plástico o metal. Los materiales que componen la oblea pueden ser de muchos tipos. Los materiales principales de los sensores ultrasónicos son el cristal piezoeléctrico (electroestrictivo) y la aleación de níquel-hierro-aluminio (magnetoestrictiva). Los materiales electroestrictivos incluyen titanato de zirconato de plomo (PZT) y similares. El sensor ultrasónico compuesto de cristales piezoeléctricos es un sensor reversible. Puede convertir energía eléctrica en oscilaciones mecánicas para generar ondas ultrasónicas. Al mismo tiempo, cuando recibe ondas ultrasónicas, también puede convertirlas en energía eléctrica, por lo que se puede dividir en transmisor o receptor. Algunos sensores ultrasónicos pueden transmitir y recibir. Un sensor ultrasónico consta de un sensor emisor (o transmisor de ondas), un sensor receptor (o receptor de ondas), una parte de control y una parte de alimentación. El sensor transmisor está compuesto por un transmisor y un transductor vibrador cerámico con un diámetro de aproximadamente 15 mm. La función del transductor es convertir la energía de vibración eléctrica del vibrador cerámico en superenergía y irradiarla al aire; mientras que el sensor receptor es transducido por el vibrador cerámico. El transductor está compuesto por un transductor y un circuito amplificador. El transductor recibe la onda para generar vibración mecánica, la convierte en energía eléctrica y sirve como salida del receptor del sensor, para detectar las ondas ultrasónicas transmitidas. La parte de control controla principalmente la frecuencia de la cadena de pulsos, el ciclo de trabajo, la modulación dispersa y la distancia de conteo y detección enviada por el transmisor. Principio de funcionamiento del sensor ultrasónico: El sensor ultrasónico es un sensor desarrollado utilizando las características de las ondas ultrasónicas. Las ondas sonoras son la forma de propagación del estado de vibración mecánica de un objeto. El ultrasonido se refiere a ondas sonoras con una frecuencia de vibración superior a 20 000 Hz. El número de vibraciones por segundo es muy alto, lo que supera el límite superior de la audición humana. A esta onda sonora inaudible se la denomina ultrasónica. El ultrasonido es una oscilación mecánica en un medio elástico y existen dos formas: oscilación transversal (onda transversal) y oscilación longitudinal (onda longitudinal). Las oscilaciones longitudinales se utilizan principalmente en aplicaciones industriales. El ultrasonido puede propagarse en gases, líquidos y sólidos con diferentes velocidades de propagación.

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