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德國(guó)IFM易福門超聲波傳感器的診斷用超聲波探頭使用功率較小
點(diǎn)擊次數(shù):508 更新時(shí)間:2023-03-07

我司做自動(dòng)化行業(yè)已經(jīng)10年,在德國(guó)、美國(guó)、上海、廣東都有自己的公司,專業(yè)從事進(jìn)口貿(mào)易行業(yè)。

      德國(guó)IFM易福門超聲波傳感器的機(jī)電耦合系數(shù)大,靈敏度高

超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其它能量信號(hào)(通常是電信號(hào))的傳感器。超聲波是振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。IFM超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

常用的IFM超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個(gè)探頭發(fā)射、一個(gè)探頭接收)等。

超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個(gè)探頭的性能是不同的,我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。IFM超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括:

工作頻率

工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí),輸出的能量最大,靈敏度也最高。

工作溫度

由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高,特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。

靈敏度

主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大,靈敏度高;反之,靈敏度低。

指向性

超聲波傳感器探測(cè)的范圍

超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面,而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一,下面以醫(yī)學(xué)為例子說明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病,它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學(xué)中的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)受檢者無痛苦、無損害、方法簡(jiǎn)便、顯像清晰、診斷的準(zhǔn)確率高等。因而推廣容易,受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學(xué)原理,我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個(gè)方法是利用超聲波的反射。當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí),在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí),回聲在示波器的屏幕上顯示出來,而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。

在工業(yè)方面,超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無損探傷和超聲波測(cè)厚兩種。過去,許多技術(shù)因?yàn)闊o法探測(cè)到物體組織內(nèi)部而受到阻礙,超聲波傳感技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況。當(dāng)然更多的IFM超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上,“悄無聲息"地探測(cè)人們所需要的信號(hào)。在未來的應(yīng)用中,超聲波將與信息技術(shù)、新材料技術(shù)結(jié)合起來,將出現(xiàn)更多的智能化、高靈敏度的IFM超聲波傳感器。

超聲波距離傳感器技術(shù)應(yīng)用

超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。

超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位(液位)監(jiān)測(cè),機(jī)器人防撞,各種超聲波接近開關(guān),以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域,工作可靠,安裝方便, 防水型,發(fā)射夾角較小,靈敏度高,方便與工業(yè)顯示儀表連接,也提供發(fā)射夾角較大的探頭。

具體應(yīng)用

一、IFM超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)。將IFM超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部,向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí),就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài),如滿、空或半滿等。

二、IFM超聲波傳感器可用于檢測(cè)透明物體、液體、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不規(guī)則物體。但不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐以及泡沫物體。

三、IFM超聲波傳感器可以應(yīng)用于食品加工廠,實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。配合新的技術(shù)可在潮濕環(huán)如洗瓶機(jī)、噪音環(huán)境、溫度極劇烈變化環(huán)境等進(jìn)行探測(cè)。

四、IFM超聲波傳感器可用于探測(cè)液位、探測(cè)透明物體和材料,控制張力以及測(cè)量距離,主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗(yàn)煤的設(shè)備運(yùn)、塑料加工以及汽車行業(yè)等。IFM超聲波傳感器可用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)缺陷、確定有無以及其它方面。

使用IFM超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯(cuò)踏板

日產(chǎn)汽車開發(fā)出了防止在要踩剎車時(shí)誤踩成油門而使車輛加速的功能,使用攝像頭和IFM超聲波傳感器推斷出“要在停車場(chǎng)上停車"的情況時(shí),如果駕駛員踩成了油門就會(huì)強(qiáng)制剎車。該技術(shù)預(yù)定在2~3年內(nèi)實(shí)用化。IFM超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車場(chǎng)停車時(shí)踩錯(cuò)剎車和油門造成事故而開發(fā)的。

該技術(shù)是使用在車輛前后左右各配備一個(gè)的四個(gè)攝像頭和前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠各配備四個(gè)共八個(gè)IFM超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的。4個(gè)攝像頭沿用顯示車輛周圍俯瞰影像的“環(huán)視顯示器"的攝像頭。利用攝像頭識(shí)別出白線等以推斷汽車位于停車場(chǎng),利用IFM超聲波傳感器測(cè)量出汽車與周圍障礙物之間的距離來確定剎車時(shí)機(jī)。

防止因踩錯(cuò)剎車和油門而造成事故分兩步實(shí)施。當(dāng)駕駛員在停車場(chǎng)想停車時(shí),如果踩成了油門,則首先將車速減至蠕滑速度,用儀表板的圖標(biāo)來提示危險(xiǎn),并響起警報(bào)聲。如果駕駛員仍繼續(xù)踩油門而即將撞上墻壁等物體時(shí),則強(qiáng)制剎車。剎車時(shí)機(jī)為保證汽車在與障礙物相距20~30cm左右時(shí)可以停下來。

若對(duì)發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長(zhǎng)與縮短,于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制),并傳給波接收器。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應(yīng)變,則產(chǎn)生一面為“+ "極,另一面為“-"極的40KHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小,故必須進(jìn)行放大。 IFM超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車,其原理是利用探測(cè)倒車路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽覺和視覺警告,其警告表示是探測(cè)到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣,在狹窄的地方不管是泊車還是開車,借助倒車障礙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng),駕駛員心理壓力就會(huì)減少,并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。


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