山西供應(yīng)超聲波傳感器廠家
發(fā)布時間：2023-02-11 01:27:51
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由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測系統(tǒng)當中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔當著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對信號的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主程序，超聲測量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時鐘和報警程序。
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水聲換能器的容性負載，會產(chǎn)生很大的無功功率，因此需要設(shè)計匹配電路，匹配包括調(diào)諧和阻抗匹配。是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時，的兩個端面上就會產(chǎn)生與加壓力時相反的電荷。聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。
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換能器的接收電壓靈敏度，就所用單位而言，“伏特/微巴” 意味著作用在換能器上的聲壓為1微（1μbar=0.1N/m2=1達因/厘米2）時在換能器輸出端負載上可得到1伏特的電壓，顯然此值越大，則接收靈敏度越高，因為換句話來說，就是一定的聲壓作用能得到較大的開路電壓。在用分貝（dB）表示時：△dB=20lgM0（V/μbar）/1（V/μbar）這是以1V/μbar為零分貝（參考點靈敏度），將觀測到的靈敏度除以參考點靈敏度所得到的商再取以10為底的對數(shù)并乘以20，從而得到用分貝表示的自由場電壓靈敏度。
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1、視頻觸發(fā)器：用于VCR設(shè)備中重調(diào)視頻頭位置的彎曲振動的壓電陶瓷換能器，有1μm/v以上的高靈敏度。2、壓電微位移器：利用換能器的快速動作反向，用于行程高0.1mm，作用力達2MN(200Kp)的閥門，開放時間為10Μs。3、油墨印刷噴頭：換能器可用于在無噪聲的高速電信打印頭，獨立控制13根VIRIT瓷管，利用內(nèi)徑的收縮把油墨從約為20μm直徑的噴口中射出。4、壓電開關(guān)：用在各種特殊條件下做壓電開關(guān)，控制各種升降機、專用精密控制儀表。用1.5N的觸發(fā)后產(chǎn)生下電壓脈沖，通過一個特殊線路能激勵陶瓷換能器和CMOS電路產(chǎn)生機電轉(zhuǎn)換。
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壓電陶瓷是一種具有壓電效應(yīng)的多晶體。因生產(chǎn)工藝和陶瓷相近而得名。壓電陶瓷基本都是鐵電體：當溫度低于居里溫度Tc時，晶體中晶胞的離子發(fā)生位移，造成正負電荷中心不重合，進而產(chǎn)生固有電偶極矩；相鄰晶胞產(chǎn)生同樣的連鎖反應(yīng)，擴展成為鐵電體的基本單元——電疇。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)機理與石英晶體大不相同，未經(jīng)極化處理的壓電陶瓷材料是不會產(chǎn)生壓電效應(yīng)的。經(jīng)極化處理后，剩余極化強度會使與極化方向垂直的兩端出現(xiàn)束縛電荷（一端為正，另一端為負），由于這些束縛電荷的作用在陶瓷的兩個表面吸附一層來自外界的自由電荷，并使整個壓電陶瓷片呈電中性。
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壓電陶瓷超聲波換能器機械Q值高，振動效率高，高振幅。耐熱性：壓電陶瓷材料的耐熱性好，可護大使用溫度范圍，同時Q值高，諧振阻抗小，發(fā)熱量小。產(chǎn)品外觀整潔，無銹蝕，無明顯凹陷和劃痕。換能器工作方式因加工方式和要求不同，換能器的工作方式大致可分為連續(xù)工作（花邊機，CD套機，拉鏈機，金屬焊接等）和脈沖式工作（如塑焊機），不同的工作方式對換能器的要求是不同的。一般而言，連續(xù)式工作幾乎沒有停頓時間，但工作電流不是很大，脈沖工作是間歇式的，有停頓，但瞬間電流很大。平均而言，兩種狀態(tài)的功率都很大的。