अल्ट्रासोनिक सेंसर प्रदर्शन
पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर काम करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत का उपयोग करते हैं। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली संवेदनशील घटक सामग्री में मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल और पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शामिल हैं।
सकारात्मक और व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभावों के बीच अंतर के अनुसार, पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर को जनरेटर (ट्रांसमिटिंग प्रोब) और रिसीवर्स (प्रोब प्राप्त करने) में विभाजित किया गया है। उपयोग की जाने वाली संरचना और तरंग प्रकार के अनुसार, उन्हें सीधे जांच, सतह तरंग जांच, और मेम्ने तरंग जांच, चर कोण जांच, दोहरी क्रिस्टल जांच, फोकस जांच, जल विसर्जन जांच, पानी स्प्रे जांच और विशेष जांच आदि में विभाजित किया जा सकता है। .
पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक जनरेटर कंपन को उच्च आवृत्ति कंपन विश्लेषण में परिवर्तित करने के लिए उलटा पीजोइलेक्ट्रिक उपयोगिता के सिद्धांत का उपयोग करता है, और फिर अल्ट्रासोनिक तरंगें उत्पन्न करता है। जब वैकल्पिक कार्यशील वोल्टेज की आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री की प्रतिध्वनि आवृत्ति के बराबर होती है, तो यह प्रतिध्वनि का कारण बनेगी, और इस समय उत्पन्न अल्ट्रासोनिक तरंग सबसे मजबूत है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर दसियों किलोहर्ट्ज़ से दसियों मेगाहर्ट्ज़ की उच्च आवृत्ति वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें उत्पन्न कर सकता है, और इसकी ध्वनि तीव्रता का स्तर दसियों वाट प्रति घन सेंटीमीटर तक पहुंच सकता है।
एक ठेठ पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक सेंसर की मुख्य संरचना एक पीजोइलेक्ट्रिक वेफर, एक अवशोषण ब्लॉक (डंपिंग ब्लॉक), और एक सुरक्षात्मक फिल्म से बना है। पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स ज्यादातर डिस्क के आकार के होते हैं, और अल्ट्रासोनिक आवृत्ति इसकी मोटाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है। पीजोइलेक्ट्रिक चिप के दोनों किनारों को एक प्रवाहकीय पोल के टुकड़े के रूप में चांदी की परत के साथ चढ़ाया जाता है, नीचे की तरफ ग्राउंड किया जाता है, और ऊपर की तरफ ट्रांसफॉर्मर ग्राउंडिंग वायर का नेतृत्व किया जाता है। सेंसर और डीयूटी के बीच सीधे संपर्क को बेहतर ढंग से रोकने और पीजोइलेक्ट्रिक चिप को नुकसान पहुंचाने के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक चिप के नीचे एक सुरक्षात्मक फिल्म बंधी हुई है। अवशोषण ब्लॉक का प्रभाव पीजोइलेक्ट्रिक चिप के यांत्रिक उपकरणों की गुणवत्ता को कम करना और अल्ट्रासोनिक तरंग की गतिज ऊर्जा को अवशोषित करना है।
पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक रिसीवर सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत का उपयोग करके काम करता है। जब अल्ट्रासोनिक तरंगें पीजोइलेक्ट्रिक वेफर पर कार्य करती हैं जिससे वेफर का विस्तार और अनुबंध होता है, तो वेफर की दो सतहों पर विपरीत ध्रुवता के आरोप उत्पन्न होते हैं। इन शुल्कों को वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है और प्रवर्धन के बाद माप सर्किट आरेख में भेजा जाता है, और अंत में रिकॉर्ड या प्रदर्शित किया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक रिसीवर की संरचना मूल रूप से एक अल्ट्रासोनिक जनरेटर के समान होती है, और कभी-कभी एक ही सेंसर का उपयोग जनरेटर और रिसीवर दोनों के रूप में किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक सेंसर के मुख्य प्रदर्शन में शामिल हैं:
(1) ऑपरेटिंग आवृत्ति: ऑपरेटिंग आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक वेफर की अनुनाद आवृत्ति है। जब इसके दो सिरों पर लागू एसी वोल्टेज की आवृत्ति चिप की अनुनाद आवृत्ति के बराबर होती है, तो आउटपुट ऊर्जा उच्चतम होती है और संवेदनशीलता उच्चतम होती है।
(2) कार्य तापमान: क्योंकि पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का क्यूरी बिंदु आम तौर पर अपेक्षाकृत अधिक होता है, खासकर जब निदान के लिए उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासोनिक जांच कम शक्ति का उपयोग करती है, काम करने का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है, और यह बिना किसी विफलता के लंबे समय तक काम कर सकता है। चिकित्सा अल्ट्रासाउंड जांच का तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है और इसके लिए अलग प्रशीतन उपकरण की आवश्यकता होती है।
(3) संवेदनशीलता: मुख्य रूप से विनिर्माण वेफर पर ही निर्भर करता है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल कपलिंग गुणांक बड़ा है और संवेदनशीलता अधिक है; इसके विपरीत संवेदनशीलता कम है।
अल्ट्रासोनिक सेंसर के कार्य मानदंड:
अल्ट्रासोनिक सेंसर को उनके कार्य सिद्धांतों के अनुसार पीजोइलेक्ट्रिक, मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक आदि में विभाजित किया जा सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक प्रकार सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है।
