الأسئلة الشائعة حول المنتجات
أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي أجهزة كشف ذكية مستخدمة على نطاق واسع تكتشف الأجسام أو تقيس المسافات أو تكتشف الطاقة من خلال إصدار موجات صوتية عالية التردد وتحليل إشارات الصدى. ويستند مبدأ عملها على قياس زمن الرحلة أو تحليل توهين الطاقة، مما يجعلها قابلة للتطبيق بمرونة على سيناريوهات الكشف المختلفة.
1. قياس المسافة (مبدأ زمن التحليق)
في هذا الوضع، يبعث المستشعر إشارات فوق صوتية تنعكس مرة أخرى بعد مواجهة سطح أو عائق مستهدف. ومن خلال حساب زمن انتشار الصدى ذهاباً وإياباً، يمكن للمستشعر قياس المسافة بينه وبين الهدف بدقة.
التطبيقات النموذجية:
الكشف عن ارتفاع تكديس المواد في الخدمات اللوجستية والتخزين الكشف عن تجنب العوائق في مركبات النقل الذكية والروبوتات AGV قياس مستوى السائل في الأنظمة الهيدرولوجية وأنظمة مراقبة مستوى السائل تحديد مواقع الأجسام والتحكم في المسافة في خطوط الإنتاج الآلية
2. كشف الطاقة (مبدأ توهين الإشارة)
في وضع التطبيق هذا، يحدد المستشعر معلومات مثل السُمك أو الحالة أو الخصائص الفيزيائية لتدفق المادة من خلال الكشف عن تغير طاقة الإشارة فوق الصوتية بعد مرورها عبر الوسيط أو انعكاسها عنه.
التطبيقات النموذجية:
فحص الصفائح المزدوجة (المصفحة) في صناعات بطاريات الليثيوم والطباعة؛ الكشف عن الحواف وتصحيح اللفافة إلى اللفافة في خطوط إنتاج الأفلام والورق والرقائق المعدنية؛ مراقبة سرعة الرياح واتجاهها، مما يعكس خصائص تدفق الهواء من خلال تحليل تغيرات طاقة الإشارة الناتجة عن تدفق الهواء.
المزايا الرئيسية:
كشف في الوقت الحقيقي بدون تلامس وآمن وموثوق؛ دقة قياس عالية واستجابة سريعة؛ لا يتأثر بالألوان والضوء وخصائص سطح المادة؛ عمر خدمة طويل، وقدرة قوية على مقاومة التداخل، وقدرة ممتازة على التكيف البيئي.
وباختصار، لا تحقق أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قياس المسافة بدقة عالية فحسب، بل تتيح أيضاً الكشف والتحليل القائم على الطاقة. في التصنيع الآلي، والخدمات اللوجستية الذكية، والمراقبة البيئية، والتطبيقات الصناعية الناشئة، أصبحت تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية طريقة استشعار أساسية لا غنى عنها.
محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية هو المكون الأساسي لنظام الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. وهو يعمل عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى موجات صوتية عالية التردد (الموجات فوق الصوتية)، ثم تحويل الموجات الصوتية العائدة إلى إشارة كهربائية. يتم تحقيق هذه العملية باستخدام مادة خاصة تسمى عنصر كهرضغطية.
مبدأ العمل
الانبعاثات:
عندما يتم تطبيق نبضة كهربائية على العنصر الكهرضغطي، فإنه يهتز بتردد فوق صوتي، مما يولد موجات صوتية تنتشر عبر الهواء أو الوسائط الأخرى.
الاستقبال:
عندما تصطدم هذه الموجات الصوتية بجسم ما، تنعكس بعض طاقة الموجة إلى محول الطاقة. وعند هذه النقطة، يعمل العنصر الكهرضغطية نفسه بشكل عكسي - حيث ينتج اهتزاز الموجة المنعكسة إشارة كهربائية ضعيفة تتناسب مع شدة الصدى وزمنه.
معالجة الإشارات:
تقوم الدوائر الداخلية لجهاز الاستشعار بقياس زمن التحليق (الوقت بين إرسال واستقبال الموجات الصوتية) أو تحليل مستوى طاقة الإشارة المرتجعة. وتسمح هذه البيانات للنظام بحساب المسافة أو الكشف عن وجود جسم ما أو تقييم خصائص المواد، من بين أمور أخرى.
مجالات التطبيق
تستخدم محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في المجالات التالية:
قياس المسافة ومستوى السائل في الأتمتة الصناعية اكتشاف الورق الورقي ومحاذاة الحواف في الطباعة وإنتاج الأفلام الكشف عن العوائق وقياس الارتفاع في أنظمة اللوجستيات وأنظمة العربات ذاتية القيادة مراقبة سرعة الرياح واتجاهها ومعدل تدفق السوائل في الاستشعار البيئي الكشف عن المواد الأرضية في المكانس الكهربائية الروبوتية الذكية
المزايا الرئيسية
قياس عدم التلامس، وأمان أعلى، وعمر خدمة أطول دقة عالية واستجابة سريعة تشغيل موثوق في ظل ظروف بيئية مختلفة لا يتأثر بلون الهدف، أو الضوء، أو الشفافية
باختصار، محول الطاقة فوق الصوتية هو جهاز إرسال واستقبال للطاقة فوق الصوتية. من خلال التحويل الدقيق للإشارات الكهربائية والصوتية، فإنه يتيح الكشف والقياس والتحليل الدقيق في مختلف التطبيقات الصناعية والأتمتة.
السيراميك الكهرضغطية هي مواد وظيفية قادرة على التحويل ثنائي الاتجاه بين الطاقة الكهربائية والميكانيكية باستخدام التأثير الكهرضغطية. عندما يتم تطبيق جهد كهربائي، يهتز العنصر الخزفي ميكانيكياً بترددات فوق صوتية؛ وعندما يتعرض لإجهاد ميكانيكي خارجي أو ضغط صوتي، فإنه يحول هذا التغير الفيزيائي إلى خرج إشارة كهربائية.
وبسبب خاصية تحويل الطاقة الكهروميكانيكية ثنائية الاتجاه هذه، أصبح السيراميك الكهروضغطي مادة أساسية لا غنى عنها في الأجهزة فوق الصوتية (مثل أجهزة الاستشعار ومحولات الطاقة وأجهزة الرذاذ).
1. تطبيقات في مجسات ومحولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية
في العديد من أنظمة الكشف بالموجات فوق الصوتية، تُعد الصفائح الخزفية الكهرضغطية مكونات رئيسية مسؤولة عن بث واستقبال الموجات فوق الصوتية.
الانبعاثات:
عند تشغيله بنبضة كهربائية، يولد السيراميك الكهروضغطي اهتزازات عالية التردد، وبالتالي تنبعث منه إشارات فوق صوتية يمكن أن تنتشر في وسائط مثل الهواء أو السوائل أو المواد الصلبة.
الاستقبال:
عندما يعود الصدى أو الموجة الصوتية المنعكسة، يستشعر العنصر الخزفي نفسه التغير في ضغط الصوت ويحولها إلى إشارة كهربائية، مما يتيح الحصول على البيانات وتحليلها.
التطبيقات النموذجية:
قياس المسافة والمستوى في الأتمتة الصناعية الكشف عن ارتفاع تكديس المواد في الخدمات اللوجستية والتخزين أنظمة تجنب العوائق لعربات AGVs والروبوتات الذكية قياس التدفق والاختبارات غير المتلفة (NDT)
مزايا الأداء:
حساسية وثبات عاليان، وسرعة استجابة سريعة، ومتانة قوية، ومقاومة جيدة للتداخل البيئي.
2. التطبيق في صفائح التذرية الخزفية الكهروإجهادية
كما تُستخدم السيراميك الكهروضغطي على نطاق واسع في معدات الانحلال بالموجات فوق الصوتية، مثل أجهزة الترذيذ، وأجهزة الترطيب، وأجهزة نشر الروائح، وأجهزة التجميل. وباعتبارها مصدر اهتزاز، فإنها تولد ذبذبات ميكانيكية متناهية الصغر من خلال إثارة الإشارات الكهربائية عالية التردد، مما يؤدي إلى ترذيذ السوائل بسرعة إلى جزيئات دقيقة وموحدة، وتحقيق ترذيذ فعال دون تسخين.
التطبيقات النموذجية:
البخاخات الطبية وأجهزة ترطيب الهواء معدات العلاج بالروائح العطرية والتطهير أنظمة الترطيب الصناعي ورذاذ السوائل الصناعية
باختصار، السيراميك الكهرضغطية هي المادة الأساسية لتحويل الطاقة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ومحولات الطاقة ووحدات الانحلال. وبفضل كفاءتها العالية وموثوقيتها وقدرتها الممتازة على التكيف مع مختلف الترددات والبيئات، أصبحت السيراميك الكهرضغطية أساساً مهماً لتقنيات الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الحديثة والقياس الدقيق والتحكم في السوائل.
