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Représentation ultrasonique de capteur

Les capteurs ultrasoniques piézoélectriques emploient le principe de l'effet piézoélectrique des matériaux piézoélectriques pour fonctionner. Les matériaux composants sensibles utilisés généralement incluent principalement les cristaux piézoélectriques et la céramique piézoélectrique.

Selon la différence entre les effets piézoélectriques positifs et inverses, des capteurs ultrasoniques piézoélectriques sont divisés en générateurs (sondes de transmission) et récepteurs (recevant des sondes). Selon la structure et le type de vague utilisés, ils peuvent être divisés en sondes droites, sondes de vague extérieure, et sonde de vague d'agneau, sonde variable d'angle, double sonde en cristal, sonde de foyer, sonde d'immersion de l'eau, sonde de jet d'eau et sonde spéciale, etc.

Le générateur ultrasonique piézoélectrique emploie le principe de l'utilité piézoélectrique inverse au bruit blanc dans l'analyse à haute fréquence de vibration, et puis produit des ondes ultrasoniques. Quand la fréquence de la tension locale alternative est équivalente à la fréquence de résonance du matériel piézoélectrique, elle causera la résonance, et l'onde ultrasonique produite actuellement est la plus forte. Le capteur ultrasonique piézoélectrique peut produire des ondes ultrasoniques à haute fréquence des dizaines de kilohertz aux dizaines de mégahertz, et son intensité saine peut atteindre des dizaines de watts par centimètre cubique.

La structure principale d'un capteur ultrasonique piézoélectrique typique se compose de gaufrette piézoélectrique, de bloc d'absorption (atténuant le bloc), et de film protecteur. Les gaufrettes piézoélectriques sont en grande partie en forme de disque, et l'ultrason est inversement proportionnel à son épaisseur. Les deux côtés de la puce piézoélectrique sont plaqués avec une couche argentée comme morceau de poteau conducteur, le côté inférieur est fondu, et le côté supérieur est mené au fil de masse de transformateur. Afin d'empêcher mieux le contact direct entre le capteur et le DUT et endommager la puce piézoélectrique, un film protecteur est collé sous la puce piézoélectrique. L'effet du bloc d'absorption est de réduire la qualité du matériel mécanique de la puce piézoélectrique et d'absorber l'énergie cinétique de l'onde ultrasonique.

Les travaux ultrasoniques piézoélectriques de récepteur à l'aide du principe de l'effet piézoélectrique positif. Quand les ondes ultrasoniques agissent sur la gaufrette piézoélectrique de faire augmenter et contracter la gaufrette, des frais de la polarité opposée sont produits sur les deux surfaces de la gaufrette. Ces frais sont convertis en tensions et envoyés au schéma de circuit de mesure après amplification, et finalement enregistrés ou montrés. La structure d'un récepteur ultrasonique piézoélectrique est fondamentalement identique que celle d'un générateur ultrasonique, et parfois le même capteur est utilisé comme générateur et récepteur.

La représentation principale du capteur ultrasonique inclut :

(1) fréquence d'opération : La fréquence de fonctionnement est la fréquence de résonance de la gaufrette piézoélectrique. Quand la fréquence de la tension CA appliquée à ses deux extrémités est égale à la fréquence de résonance de la puce, l'énergie de sortie est la plus haute et la sensibilité est la plus haute.

(2) la température fonctionnante : Puisque le point de curie des matériaux piézoélectriques est généralement relativement haut, particulièrement quand la sonde ultrasonique utilisée pour le diagnostic emploie la puissance faible, la température fonctionnante est relativement bas, et il peut fonctionner pendant longtemps sans échec. La température des sondes médicales d'ultrason est relativement haute et exige le matériel de réfrigération distinct.

(3) sensibilité : dépend principalement de la gaufrette la fabrication elle-même. Le coefficient de accouplement électromécanique est grand et la sensibilité est haute ; au contraire, la sensibilité est basse.

Critères fonctionnants des capteurs ultrasoniques :

Des capteurs ultrasoniques peuvent être divisés en piézoélectrique, magnétostrictif, électromagnétique, etc. selon leurs principes de travail. Le type piézoélectrique est le plus utilisé généralement.