หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิก

วัตถุจะสั่นไหว ทำให้คนฟังได้ยิน คลื่นความถี่จะอยู่ระหว่าง 20HZ ถึง 20KHZ คลื่นอัลตราโซนิกจะมากกว่า 20KHZ คลื่นอินฟราโซนิกจะน้อยกว่า 20HZ คลื่นอัลตราโซนิกปกติจะมีความถี่ระหว่างสิบ KHZ ถึงสิบ MHZ

อัลตราโซนิกคือการแกว่งทางกลในตัวกลางยืดหยุ่น มีสองวิธี: การแกว่งด้านข้าง
(คลื่นแบ่งปัน) และการสั่นตามยาว (คลื่นตามยาว) คลื่นอัลตราโซนิกสามารถถ่ายโอนในก๊าซ ของเหลว และของแข็ง และความเร็วของคลื่นเหล่านี้ก็แตกต่างกัน นอกจากนี้ คลื่นอัลตราโซนิกยังมีปรากฏการณ์การหักเหและสะท้อน และมีการลดทอนในกระบวนการแพร่กระจาย เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกถูกส่งผ่านอากาศ ความถี่จะต่ำ โดยปกติจะอยู่ที่สิบ KHZ ในขณะที่เมื่อส่งผ่านของแข็งและของเหลว ความถี่จะสูง คลื่นอัลตราโซนิกสลายตัวเร็วในอากาศ ในขณะที่ในของเหลวและของแข็ง คลื่นอัลตราโซนิกจะสลายตัวช้าและถ่ายโอนได้ไกล ด้วยคุณสมบัติของอัลตราโซนิก ผู้คนจึงผลิตเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกหลายประเภท และสร้างเครื่องมือและอุปกรณ์วัดอัลตราโซนิกต่างๆ ที่มีวงจรที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังใช้กันทั่วไปในหลายๆ ด้าน เช่น การสื่อสารและการแพทย์

วัสดุหลักของ การวัดระดับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก คือคริสตัลเพียโซอิเล็กทริก (อิเล็กโทรสตริกชัน) และโลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก (แมกนีโตสตริกชัน) วัสดุของอิเล็กโทรสตริกชันส่วนใหญ่เป็น PZT เป็นต้น การวัดระดับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกของคริสตัลเพียโซอิเล็กทริกเป็นเซ็นเซอร์แบบกลับด้านได้ มันสามารถถ่ายโอนไฟฟ้าไปยังการสั่นเชิงกลเพื่อสร้างอัลตราโซนิก ในเวลาเดียวกัน มันยังเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าเมื่อได้รับอัลตราซาวนด์ ดังนั้นจึงสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องส่งหรือเครื่องรับ การวัดระดับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกบางส่วนสามารถส่งหรือรับได้ เพียงแค่ใช้การวัดระดับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกขนาดเล็กเพื่อแนะนำ มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างการส่งการส่งและการรับ เหมาะสำหรับการส่งในอากาศ ซึ่งความถี่ในการทำงานโดยทั่วไปคือ 23-25 KHZ หรือ 40-45 KHZ เซ็นเซอร์ประเภทนี้เหมาะสำหรับการวัดระยะทาง การควบคุมระยะไกล และป้องกันการโจรกรรม เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกประเภทนี้มี T/R-40-60, T/R-40-12 เป็นต้น (T: ส่ง, R: รับ, 40: ความถี่, 60,12: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก, เป็นมิลลิเมตร) นอกจากนี้ยังมี เซ็นเซอร์วัดระดับอัลตราโซนิก แบบปิดผนึก (MA40EI) มีลักษณะกันน้ำ (แต่ไม่สามารถแช่ในน้ำได้) ประสิทธิภาพดี สามารถใช้เป็นสวิตช์ระบุตำแหน่งวัสดุและเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ได้ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมี 3 ประเภทพื้นฐาน: ประเภทส่งใช้สำหรับรีโมทคอนโทรล สัญญาณกันขโมย ประตูอัตโนมัติ สวิตช์ตรวจจับระยะใกล้ ฯลฯ ประเภทสะท้อนแยกใช้สำหรับวัดระยะ ระดับของเหลว หรือตำแหน่งวัสดุ ประเภทสะท้อนใช้สำหรับตรวจจับข้อบกพร่องของวัสดุและวัดความหนา เป็นต้น


ประกอบด้วยเครื่องส่งเซ็นเซอร์ (หรือเครื่องส่งคลื่น) เซ็นเซอร์รับ (หรือเครื่องรับคลื่น) ส่วนควบคุม และแหล่งจ่ายไฟ เซ็นเซอร์เครื่องส่งประกอบด้วยเครื่องส่งและตัวแปลงสัญญาณออสซิลเลเตอร์เซรามิก และเส้นผ่านศูนย์กลางการใช้งานของตัวแปลงสัญญาณออสซิลเลเตอร์เซรามิกคือ 15 มม. หน้าที่ของตัวแปลงสัญญาณคือการแปลงพลังงานการสั่นสะเทือนของเครื่องสั่นเซรามิกเป็นพลังงานเหนือธรรมชาติที่สร้างรังสีในอากาศ นอกจากนี้ เซ็นเซอร์รับประกอบด้วยตัวแปลงสัญญาณออสซิลเลเตอร์เซรามิกและวงจรขยายสัญญาณ คลื่นรับของตัวแปลงสัญญาณสร้างการสั่นสะเทือนทางกลซึ่งสร้างพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ พลังงานคือเอาต์พุตของตัวรับเซ็นเซอร์ ดังนั้นจึงจะตรวจสอบอัลตราโซนิกในการส่ง ในทางปฏิบัติ เครื่องสั่นเซรามิกที่ใช้เป็นเซ็นเซอร์เครื่องส่งสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์เครื่องรับได้เช่นกัน ส่วนควบคุมควบคุมความถี่ของโซ่พัลส์ อัตราส่วนพื้นที่ การปรับมอดูเลตแบบเบาบาง การนับ และระยะตรวจจับของเครื่องส่งสัญญาณเป็นหลัก

คลิกด้านล่างเพื่อดูข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องวัดระดับอัลตราโซนิก