เหตุใดจึงต้องใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก?

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกกำลังสูง (เช่น ทรานสดิวเซอร์ FUNSONIC) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอัลตราโซนิก เซรามิกเพียโซอิเล็กทริกคุณภาพสูงสร้างคลื่นอัลตราโซนิกภายในทรานสดิวเซอร์ ซึ่งจะถูกขยายให้มีอัตราสูงสุดของอุปกรณ์และทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในตัวกลางเป้าหมาย

ตำแหน่งของชุดเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกเป็นส่วนประกอบสำคัญในการออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของทรานสดิวเซอร์ เซรามิกเพียโซอิเล็กทริกอยู่ในกลุ่มวัสดุอิเล็กโทรเซรามิก ซึ่งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้า เชิงกล และแม่เหล็ก ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ช่วงการทำงานครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ DC ถึงหลายเมกะเฮิร์ตซ์ สำหรับการใช้งานการปล่อยคลื่นอัลตราโซนิก (ความถี่สูงกว่าช่วงการได้ยินของมนุษย์) ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกจะทำงานแบบเรโซแนนซ์ โดยมีความถี่เรโซแนนซ์ปกติอยู่ระหว่าง 200 kHz ถึง 10 MHz ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพียโซอิเล็กทริกสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่น้อยที่สุดและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกมีประโยชน์อย่างไรบ้าง?

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก (เซนเซอร์) คืออุปกรณ์ที่ใช้แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล หรือในทางกลับกัน ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้บ่อยที่สุดอย่างหนึ่งคือ วอยซ์คอยล์ ซึ่งใช้ในวูฟเฟอร์และลำโพงส่วนใหญ่ พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ซึ่งในทางกลับกันจะถูกแปลงเป็นคลื่นเสียง เครื่องดูดฝุ่นอัลตราโซนิก เครื่องพ่นละอองอัลตราโซนิก และหัววัดอัลตราโซนิก ล้วนเป็นตัวอย่างของการใช้งานทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก การใช้งานเหล่านี้รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง อุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การเกษตรและการเลี้ยงสัตว์ การรักษาสิ่งแวดล้อม และการทหาร เซ็นเซอร์จอดรถทุกตัวใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบเพียโซอิเล็กทริกในการวัดระยะทาง ในทางกลับกัน ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบเพียโซอิเล็กทริกยังมักใช้เพื่อแจ้งเตือนผู้ใช้งานถึงข้อจำกัดต่างๆ ผ่านเสียงหึ่งๆ

เหตุใดจึงต้องใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก?

ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกมีข้อดีหลายประการเหนือทรานสดิวเซอร์ประเภทอื่นๆ โดยพื้นฐานแล้วทรานสดิวเซอร์เหล่านี้ใช้หลักการของวัสดุเพียโซอิเล็กทริกแบบโซลิดสเตท ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกที่ขึ้นรูปแล้ว ซึ่งจะเปลี่ยนรูปเมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกผกผัน ในทางกลับกัน เมื่อใช้แรงทางกลกับทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริก มันจะสร้างประจุไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกโดยตรง ปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกนี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดยพี่น้องคูรีเมื่อกว่าร้อยปีที่แล้ว ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพียโซอิเล็กทริกเหล่านี้มักใช้ในระบบโซนาร์อัลตราโซนิก (echolocation) เซ็นเซอร์วัดระยะทาง เซ็นเซอร์วัดการไหล เซ็นเซอร์วัดระดับ และอื่นๆ ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกทำงานในโหมดส่งและรับ โดยวัดเวลาหรือกำลังของสัญญาณและแปลงเป็นค่าการวัด ข้อดีบางประการของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพียโซอิเล็กทริก ได้แก่ ขนาดเล็ก ความทนทาน ความยืดหยุ่นในขนาด รูปร่าง และรูปแบบ ไม่ต้องบำรุงรักษา อายุการใช้งานยาวนาน และควบคุมง่าย