Come scegliere un trasduttore ad ultrasuoni adatto?

Le caratteristiche principali dei trasduttori ad ultrasuoni includono sensibilità, direzionalità e punti ciechi, che sono spiegati come segue:

Sensibilità

Prima di comprendere la sensibilità, è necessario prima introdurre il livello di pressione sonora (SPL).

SPL è la pressione sonora efficace misurata su una scala logaritmica rispetto a un valore di riferimento, definita come:

Spl=20*log (p/pref); L'unità di misurazione è decibel

Dove p è la pressione sonora e il pref è la pressione sonora di riferimento standard. In genere, il pref è definito come 0. 0002 Ubar (derivato dalla soglia uditiva umana). Ma per comodità di esprimere le prestazioni del trasduttore, la sensibilità viene utilizzata per rappresentare l'intensità ricevuta.

L'unità di sensibilità è generalmente V/PA o MV/PA (V: tensione di ricezione, PA: Pascal). L'intensità di emissione è definita come la pressione sonora ottenuta ad una certa distanza dopo che un microfono condensatore standard (SCM) inserisce una frequenza e un segnale di potenza specifiche a un trasduttore ad ultrasuoni, come mostrato nella Figura 6. La sensibilità alla ricezione è definita come una pressione sonora fissa emessa da un trasduttore ad ultrasuoni, ricevuto da un microfono a condensatore standard, e testato a una certa distanza in parallelo con il trasduttore ad ultrasuoni, come mostrato nella Figura 7. Accanto a un microfono condensatore standard, il trasduttore riceve questa pressione sonora e lo converte in una tensione segnale. Confrontando i due, è possibile determinare la sensibilità del trasduttore. Pertanto, la tensione di uscita del ricevitore può essere utilizzata per determinarne il livello di sensibilità. Maggiore è la tensione di uscita del ricevitore, maggiore è la sensibilità e viceversa.

Direzionalità

La direzionalità di un trasduttore ad ultrasuoni è definita come l'angolo in cui l'intensità ultrasonica decade di -3 dB a una distanza specifica dal trasduttore rispetto all'intensità massima definita come zero db nella direzione di emissione principale, come mostrato nella figura 8. I trasduttori ad ultrasuoni sono influenzati dalla lunghezza d'onda delle onde ad ultrasuoni e dalle dimensioni della superficie di emissione. Maggiore è la frequenza, maggiore è la lunghezza d'onda e più stretto l'angolo di puntamento; Maggiore è la dimensione della superficie di lancio, minore è l'angolo di puntamento.

Area cieca

La zona cieca si riferisce alla distanza di rilevamento minima del trasduttore ad ultrasuoni e il fattore principale che colpisce la dimensione della zona cieca è il tempo di squillo. Quando il trasduttore riceve un segnale elettronico di una frequenza specifica, la ceramica piezoelettrica genera vibrazioni ed emette di conseguenza le onde ultrasoniche. Tuttavia, questa vibrazione, come circuito, non si ferma immediatamente. Dopo la vibrazione principale, tende gradualmente a calmarsi per riposare con l'aiuto del circuito. Strato di smorzamento. Il periodo dalla fine del principale oscillatore allo stato statico è chiamato tempo di squillo. Il tempo di squillo influenzerà l'intervallo della zona cieca. Prendendo il ricetrasmettitore come esempio, utilizziamo la differenza di tempo tra il segnale di ingresso e l'onda riflessa per misurare la distanza dell'oggetto da misurare.