15 Mavzu: Biotibbiyotda ultratovushli datchiklarni qo’llanishi Ultrasonik sensor: ultratovush sensori ma'lum chastotali tovush to'lqinini yuborish orqali tegishli ob'ektning masofasini o'lchaydigan sensor kabi

Ultrasonik tovush nima ?
Birinchidan, biz ultratovush chastota diapazoniga e'tibor qaratishimiz kerak. Biz eshitadigan tovush chastotasi 20Hz-20KHz oralig'ida bo'lgan ob'ektlarning tebranishi orqali hosil bo'ladi. Chastotasi 20 kHz dan yuqori bo'lgan tovush ultratovush to'lqini yoki ultratovush to'lqini, 20 Gts dan kam bo'lgan tovush esa infrasonik to'lqin deb ataladi. Odatda ishlatiladigan ultratovush chastotasi o'nlab KHz dan o'nlab MGts gacha.
Ultrasonik to'lqin elastik muhitdagi mexanik tebranishning bir turi bo'lib, u ikki shaklga ega: ko'ndalang to'lqin va uzunlamasına to'lqin. U gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarda turli ultratovush tezligida harakatlanishi mumkin. Bundan tashqari, u sinish va aks ettirish hodisalariga ham ega va tarqalish jarayonida zaiflashuvga ega.

Agar ultratovush havoda uzatilsa, uning chastotasi past, odatda o'nlab KHz, qattiq va suyuqlikda chastotasi yuqori bo'ladi. Bundan tashqari, havoda susaytirish tez bo'ladi, lekin suyuqlik va qattiq moddada zaiflashuv kichik va tarqalish masofasi uzoq.
Ultrasonik xususiyatlariga asoslanib, ultratovush o'lchash moslamasi ultratovushli sensorlar yordamida amalga oshirilishi mumkin va aloqa, tibbiy va maishiy texnikada keng qo'llanilishi mumkin.
Ultrasonik sensorlarning asosiy materiallari piezoelektrik kristallar (elektrostriktiv) va nikel-temir alyuminiy qotishmasi (magnitostriktiv) hisoblanadi. Piezoelektrik ultratovush sensori ultratovush to'lqinlarini ishlab chiqarish uchun elektr energiyasini mexanik tebranishlarga aylantiradigan qaytariladigan sensordir. Shu bilan birga, ultratovush to'lqinlarini qabul qilganda, ularni elektr energiyasiga ham aylantirishi mumkin.
2. Ultrasonik sensor qanday ishlaydi
Transmitterdagi piezoelektrik keramik plitaga (er-xotin kristall osilator) yuqori chastotali kuchlanish qo'llanilsa, piezoelektrik keramik plastinka kuchlanish polaritesiga qarab uzaytiriladi yoki qisqartiriladi. Ultrasonik to'lqin qabul qiluvchiga zichlik shaklida tarqaladi (zichlik darajasi boshqaruv pallasida modulyatsiya qilinishi mumkin).
Ultrasonik qabul qiluvchi bosim sensori tomonidan qabul qilingan piezoelektrik effekt printsipidan foydalanadi. Piezoelektr elementiga bosim o'tkazganimizdan so'ng, kuchlanish paydo bo'ladi va bir tomonda "+" qutbli va ikkinchisida "-" qutbli sinusoidal kuchlanish hosil bo'ladi. Yuqori chastotaning amplitudasi kichik bo'lgani uchun uni kuchaytirish kerak.
IV ultratovush sensori ilovasi
1. Asosiy ilovalar
Ultrasonik tizimlar ishlab chiqarish amaliyotining turli jihatlarida qo'llaniladi va tibbiy dastur uning asosiy ilovalaridan biridir.
Tibbiyot sohasida ultratovush sensori asosan kasalliklarni tashxislash uchun ishlatiladi, bu klinik tibbiyotda ajralmas diagnostika usuliga aylandi.

Tibbiyot sohasida ultratovush sensori
Ultrasonik diagnostikaning afzalliklari og'riqsiz, zararsiz, oddiy usul, aniq tasvir va yuqori diagnostika aniqligidir. Shuning uchun uni ommalashtirish oson va tibbiyot xodimlari va bemorlar tomonidan mamnuniyat bilan qabul qilinadi.
Sanoatda ultratovush sensorlarining odatiy qo'llanilishi metall va ultratovush o'lchovlarining buzilmaydigan sinovidir.

Ultrasonik qalinlik o'lchagich
O'tmishda ko'plab texnologiyalarning rivojlanishiga ob'ektlarning ichki qismlarini aniqlay olmasliklari to'sqinlik qilgan. Ultrasonik zondlash texnologiyasining paydo bo'lishi bu vaziyatni o'zgartirdi. Hozirgi vaqtda ko'plab ultratovush sensorlari turli qurilmalarga o'rnatilgan bo'lib, odamlarga kerakli signallarni "jimgina" aniqlaydi.
Kelgusi ilovalarda axborot texnologiyalari va yangi material texnologiyasi bilan birgalikda yuqori sezuvchanlikka ega bo'lgan yanada aqlli ultratovush sensori paydo bo'ladi.
2. Maxsus ilovalar
(1) Ultrasonik sensorlar konteynerlarning holatini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Ular plastik eritma idishining yoki plastmassa granulyatsiya kamerasining yuqori qismiga o'rnatilishi mumkin. Ovoz to'lqini konteynerga yuborilganda, biz ultratovush sensori yordamida konteynerning to'liq, bo'sh yoki yarim to'lgan holatini tahlil qilishimiz mumkin.
(2) Ultrasonik sensorlar shaffof narsalarni, suyuqliklarni, qo'pol, silliq yoki engil sirtli zich materiallarni va tartibsiz narsalarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Ular ochiq havoda, issiq muhitda, bosimli tanklar va ko'pikli narsalar uchun mos emas.
(3) Ultrasonik sensorlar oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash zavodlarida plastik qadoqlarni aniqlashning yopiq pastadirli boshqaruv tizimini amalga oshirish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu yangi texnologiya yordamida ultratovushni aniqlash shisha kir yuvish mashinasi, shovqin muhiti va harorat juda o'zgarib turadigan muhit kabi nam muhitda amalga oshirilishi mumkin.
(4) Ultrasonik sensorlar suyuqlik darajasini aniqlash, kuchlanishni nazorat qilish va masofa sensori kabi ultratovushli masofani o'lchash uchun, asosan qadoqlash, shisha ishlab chiqarish, materiallarni uzatish, ko'mirni tekshirish, plastmassani qayta ishlash va avtomobil sanoati uchun ishlatilishi mumkin. Ular, shuningdek, nuqsonlarni aniqlash va mahsulot sifatini yaxshilash uchun jarayon monitoringi uchun ishlatilishi mumkin.
V Ishlash vaqtidagi muammo va ehtiyot choralari
Ultrasonik sensorlarni qo'llash oddiy va qulay va sensorning narxi juda past. Biroq, ultratovush sensorlarining ishlashi paytida aks ettirish muammosi, shovqin va krossover shovqini kabi ba'zi muammolar yuzaga keladi.
1. Reflektsiya muammosi
Agar ob'ekt har doim to'g'ri burchak ostida bo'lsa, ultratovush sensori to'g'ri burchakka ega bo'ladi. Afsuski, amalda juda kam sonli ob'ektlarni to'g'ri aniqlash mumkin. Bir nechta xatolar paydo bo'lishi mumkin: