Cảm biến siêu âm là gì?
Cảm biến siêu âm là một thiết bị đo khoảng cách từ cảm biến đến một vật thể trong không khí mà không cần tiếp xúc vật lý. Nó tính toán khoảng cách bằng cách phát ra sóng âm tần số cao (còn gọi là sóng âm siêu âm) tại đối tượng được đo - nhận sóng âm phản xạ và tính toán khoảng cách từ cảm biến. Thời gian giữa quá trình truyền sóng từ nguồn phát và trở lại từ nguồn thu, sau đó đo được khoảng cách.
Cảm biến siêu âm là một nhánh sản phẩm cảm biến quan trọng và chiếm tỷ trọng lớn trong ngành cảm biến. Cảm biến siêu âm có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, độ nhạy cao, khả năng thích ứng mạnh và chi phí thấp, là lựa chọn tốt nhất cho các điều kiện cảm biến khoảng cách ngắn. lựa chọn. Với việc liên tục nâng cấp sản phẩm và sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp hạ nguồn, triển vọng phát triển trong tương lai của ngành cảm biến siêu âm là rất rộng lớn.
Có nhiều loại cảm biến siêu âm. Theo vật liệu, chúng có thể được chia thành loại áp điện (Loại điện động) và loại từ tính
Cảm biến siêu âm áp điện (Electrostrictive):
Máy phát siêu âm áp điện sử dụng nguyên lý hiệu ứng áp điện nghịch đảo để chuyển đổi dao động điện tần số cao thành dao động cơ học tần số cao để tạo ra sóng siêu âm. Khi tần số của hiệu điện thế xoay chiều đặt vào bằng tần số riêng của chất áp điện thì sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng và sóng siêu âm tạo ra lúc này là mạnh nhất. Cảm biến siêu âm áp điện có thể tạo ra sóng siêu âm tần số cao từ hàng chục kilohertz đến hàng chục megahertz và cường độ âm thanh của chúng có thể lên tới hàng chục watt trên mỗi cm vuông. Máy thu siêu âm áp điện hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng áp điện dương. Khi sóng siêu âm tác động lên tấm áp điện làm cho tấm mỏng nở ra và co lại, các điện tích có cực tính trái dấu được tạo ra trên hai bề mặt của tấm mỏng. Các điện tích này được chuyển đổi thành điện áp, được khuếch đại và gửi đến mạch đo, và cuối cùng được ghi lại hoặc hiển thị. Cấu trúc của máy thu siêu âm áp điện về cơ bản giống cấu trúc của máy phát siêu âm, và đôi khi cùng một cảm biến được sử dụng làm cả máy phát và máy thu.
Cảm biến siêu âm từ tính:
Hiện tượng các vật liệu sắt từ dãn ra và co lại dọc theo hướng của từ trường trong từ trường xoay chiều được gọi là hiệu ứng từ. Cường độ của hiệu ứng từ tính, tức là mức độ kéo dài và ngắn lại của vật liệu, thay đổi theo các vật liệu sắt từ khác nhau. Hiệu ứng từ động của niken là lớn nhất. Nếu đặt một từ trường một chiều nhất định trước, sau đó đặt dòng điện xoay chiều, nó có thể hoạt động trong vùng có đặc tính tốt nhất. Ngoài niken, các vật liệu của cảm biến từ tính bao gồm hợp kim sắt kim cương vanadi và ferit chứa kẽm và niken. Chúng hoạt động trong một phạm vi hiệu quả hẹp, trong khoảng vài chục kilohertz, nhưng với công suất lên đến 100, 000 watt, mức âm thanh lên đến vài kilowatt trên milimet vuông và khả năng chịu nhiệt độ cao.
