超音波センサは、変換器を用いて物体の接近度に関する情報を中継して物体までの距離を測定する超音波パルスを送受信する機器である。

一、超音波センサの原理

超音波センサは、超音波の特性を利用して開発されたセンサである。超音波は振動周波数が音波より高い機械波であり、エネルギー変換ウエハが電圧の励起下で振動して発生したものであり、周波数が高く、波長が短く、回折現象が小さく、特に方向性が良く、放射線となって方向性伝播することができるなどの特徴がある。超音波は液体、固体に対する貫通能力が大きく、特に日光が不透明な固体の中では、数十メートルの深さを貫通することができる。超音波は不純物や分界面に触れると顕著な反射を生じてエコーに反射し、活動物体に触れるとドップラー効果を生じることができる。そのため、超音波検出は工業、国防、生物医学などの面で超音波を検出手段として広く応用され、超音波を発生し、超音波を受信しなければならない。このような機能を果たす装置が超音波センサであり、慣習的には*、または超音波プローブと呼ばれている。

超音波プローブは主に圧電ウェハからなり、超音波を放射することも、超音波を受信することもできる。小出力超音波プローブはプローブ作用をすることが多い。直線プローブ（縦波）、斜プローブ（横波）、表面波プローブ（表面波）、ラム波プローブ（ラム波）、双プローブ（1つのプローブ反射、1つのプローブ受信）など、さまざまな構造があります。

超音波プローブのコアは、そのプラスチックジャケットまたは金属ジャケットの中の圧電ウェハである。ウェハを構成する材料は多くの種類があることができる。ウェハの大きさ、例えば直径や厚さもそれぞれ異なるため、各プローブの性能は異なり、使用前にその性能を事前に理解しておく必要があります。超音波センサの主な性能指標は、

1、動作周波数。動作周波数は圧電ウエハの共振周波数である。その両端に印加される交流電圧の周波数がウェハの共振周波数と等しい場合、出力のエネルギーが大きく、感度もzuが高い。

2、動作温度。圧電材料のキュリー点は一般的に高く、特に診断用超音波プローブの使用電力は小さいため、動作温度は比較的低く、故障を生じることなく長時間動作することができる。医療用の超音波プローブは比較的温度が高く、個別の冷凍設備が必要である。

3、感度。主にウェハ自体の製造に依存する。電気機械結合係数が大きく、感度が高い、逆に感度が低い。

二、超音波センサ構造

超音波センサは主に以下の4つの部分から構成されている：

送信器：振動子（一般にセラミック製品、直径約15 mm）の振動により超音波を発生し、空中に振幅放射する。

受信機：振動子が超音波を受信すると、超音波に応じて機械的な振動が発生し、それを電気エネルギーに変換して受信機の出力とする。

制御部：送信機の超音波送信を集積回路で制御し、受信機が信号（超音波）を受信したかどうか、および受信した信号の大きさを判断する。

電源部：超音波センサは通常、DC 12 V±10%または24 V±10%の電圧を有する外部直流電源を用いて電力を供給し、内部電圧安定回路を介してセンサに供給して動作する。

三、超音波センサの応用

超音波距離センサーは物位（液位）モニタリング、ロボット衝突防止、各種超音波接近スイッチ、及び盗難警報などの関連分野に広く応用でき、仕事が信頼でき、取り付けが便利で、防水型で、発射角度が小さく、感度が高く、工業表示計器との接続が便利で、発射角度が大きいプローブも提供する。

1、超音波距離測定器：

建恒計器超高エネルギー音波距離測定技術JH-UHZシリーズの製品は超音波距離測定技術に重大な突破をもたらし、それは超音波距離測定技術の応用場面（極悪な労働環境を適用する）を広げただけでなく、知能調節技術を使用して、超音波製品の信頼性と性能指標を大幅に高め、ユーザーに後顧の心配がないように使用させた。 。

のエコー処理技術、5－50 KHZの超高強度発波周波数により、建設物位計の大量距離は120メートルに達することができ、適用媒体温度は–20℃〜+175℃である。インテリジェントな全自動調整発波周波数、自動の温度差補償機能はその動作をより安定して信頼できるようにする。JH-UHZシリーズ製品はまた柔軟で変化に富んだ動作方式（給電電源は12 VDC、24 VDC、110 VAC、220 VAC、2/3/4線制の同一計器では任意に組み合わせることができる。また、高度なリモートGSM（登録商標）、CDMA（登録商標）、インターネットデバッグ機能を備えており、ユーザーはいつでもテクニカルサポートを受けることができます。

建恒製品はその技術で安定した信頼性のある作業品質で、化学工業、電力、冶金、炭鉱、埠頭、水処理、軽工業及び食品衛生などの業界で広く応用されている。

2、超音波魚探査機：

超音波測定技術の原理は簡単で、ポイントの名前は「ドップラー効果」、山村の子供は「こだま」と呼ばれ、まるで谷で「こんにちは」と叫んでいるかのように、誰かがあなたの話を学んでいるかのように「こんにちは…ですか…」と聞こえてきます。人々はこの点から、超音波測定技術を開発している。自然界のように、コウモリはすべて代表的で、コウモリの穴の中で餌を探したり、音波で距離を測ったりしなければならないが、穴の中で超音波で距離を測るのは難しいことであり、先進的な科学技術製品でもできない。空中では、音が空気を鼓動してメッセージを前に伝えるとき、大きさが異なり、硬くて異なる物体に遭遇すると、それは相応の強弱な反射音を発生するが、私たちはピークでこのfanが弾き返した音を受信し、そのfan弾の時間差を計算し、それによって前の物体とあなたの距離を知ることができ、そのfan弾の強弱から、物体の大きさを知ることができ、これは超音波の空中測定の応用原理であり、空港で使用するレーダーのようなものである。

水の中の場合には違いがあります。水の密度と空気の密度は明らかに異なり、同じ強度の音、水の中の伝達と空中の伝達、*は2つのコードのことなので、私たちは水の中で超音波探査を使用して、まず電力が強くなければ、fanが弾き返す信号を持つことができません。1950年代、米国hai軍の潜水艦捜索技術は十分に発展し、潜水艦を探すのは容易ではなかった。まして潜水艦よりずっと小さい魚は、そこから突破するには、まず超音波の特性の中から、その奥深さを探し出さなければならなかった。もともとパワーが強いだけでなく、周波数の高さも決定的だったが、信号を受信した後の分析技術は、さらに欠かせない。多くの信号の中で適切なデータを見分けるのはかなり難しい。それだけに、これからも米民間で開発が進み、魚を探すための超音波探魚器を搭載した漁獲船が徐々に出始めている。これまで海洋で使用されてきた超音波探査技術は、理論的にも製品的にも米国が中心であり、後に日本やドイツでも、近年参加できるようになった。

医学的検査への応用：超音波エコー

液位を検出するための超音波センサ：

音波拡散反射型近接センサは液位を検出するために用いられる、

音波反射式設計は遠くの目標を検出するために用いられる、

音波接近センサはアナログ量出力が可能であり、好適な連続制御が可能である。

アナログ量出力信号と被測定物距離の線形傾斜は調整可能で、各種の制御要求を満たす、

音波接近センサは2つのスイッチポイントを設置でき、ボタンを通じて便利な設置ができる。

正方形と原形の設計は異なる現場設置要求を満たす。

3、超音波センサの品質検査への応用――超音波探傷器

超音波探傷器は主に金属ワークの内部の品質検査に用いられ、例えば金属に気泡があるかどうか、溶接部位に溶接されていないかどうかなどの欠陥があるかどうかを検査する。

科学技術の急速な発展に伴い、超音波はセンサーへの応用がますます広がるだろう。人類文明のこれまでの産業革命において、センシング技術は常に先行官の重要な役割を果たしてきた。それは各技術と応用分野を貫く重要な技術であり、人々が想像できるすべての分野において、ほとんど*である。センサーは世界各国の発展が速い産業の一つであり、各国の研究、生産、応用部門の共同努力の下で、センサー技術は急速な発展と進歩を遂げた。しかし、現在の技術レベルでは、人々が具体的に利用できるセンシング技術はまだ十分に限られているため、これは盛んに発展しており、無限の将来性がある技術および産業分野である