СВС ультразвуковая воздушная связьПоскольку технология не требует прямого контакта с измеренным объектом, она широко используется в таких областях, как неразрушающее обнаружение и измерение расстояния. Но огромная разница в акустическом сопротивлении между воздухом и твердой средой (воздух около 413 Rayl, металл около 10 ⁷Rayl) может привести к тому, что ультразвук будет отражаться на интерфейсе более чем на 99%, с очень небольшим энергетическим пропусканием, создавая проблему « дисбаланса акустического сопротивления». Чтобы решить эту проблему, необходимо перейти от « импедансного перехода, повышения энергии, оптимизации сигнала» к трехмерной силе, построить полноцепное решение и повысить эффективность ультразвуковой связи.

Проектируемый градиентный слой соответствия акустического сопротивления - это основной путь взлома, суть которого заключается в построении плавного импедансного переходного канала « воздух - соответствующий слой - твердое тело». Соответствующий слой должен выбрать материал, акустическое сопротивление которого находится между воздухом и измеренной средой, такой как полиуретановая пена, силиконовый каучуковый композит и т. Д., Регулируя плотность материала и скорость звука, чтобы акустическое сопротивление соответствующего слоя было равно геометрическому среднему сопротивлению воздуха и твердого тела, увеличивая пропускание энергии. В практическом применении часто используется двухслойная или многослойная структура соответствия, первый слой соответствует воздуху и среднему слою, второй слой соединяет средний слой с твердым телом, например, при обнаружении стали, может использовать двухслойную структуру « силиконового каучука (акустическое сопротивление 1.5×10 ⁶Rayl) + эпоксидной смолы (3×10 ⁶Rayl) », так что эффективность пропускания увеличивается до более чем 30%.

Оптимизируйте структуру преобразователя и способ возбуждения, чтобы улучшить эффективный выход акустической энергии из источника. Вибраторные материалы преобразователя отдают приоритет пьезоэлектрической керамике или пьезоэлектрическим композитам, улучшая форму вибратора (например, дугообразный вибратор) для повышения фокусировки акустического луча, концентрируя энергию в зоне обнаружения и уменьшая диффузионные потери. В цепи возбуждения используется широкополосная импульсная возбуждающая технология, которая генерирует короткие импульсные сигналы и уменьшает затухание энергии сигнала в отражении интерфейса; В то же время, повышая напряжение возбуждения (контролируемое в безопасном диапазоне), увеличивая амплитуду вибрации вибратора, чтобы компенсировать потерю энергии, вызванную отражением интерфейса. Кроме того, использование приемопередающей конструкции интегрированного преобразователя для сокращения пути передачи сигнала и повышения чувствительности приема.

Улучшение среды связи с вспомогательной средой и уменьшение помех сопротивления воздушного слоя. В сценарии высокоточного обнаружения в зазор воздушной связи может быть введен инертный газ (например, аргон) или аэрозоль, который уменьшает разницу с твердым телом путем настройки тонкого акустического сопротивления плотности среды; Технология фокусировки акустических линз также может быть использована для фокусирования ультразвукового луча на измеренном интерфейсе и уменьшения диффузии энергии в воздушном слое. Для наружной или сложной среды необходимо спроектировать герметичную полость связи, которая контролирует температуру в полости (20 - 25°C) с влажностью (40% - 60%), чтобы избежать изменений аэроакустического сопротивления, вызванных колебаниями температуры и влажности, и обеспечить стабильность связи.

Оптимизация технологии обработки сигналов является ключевым дополнением к повышению эффективности обнаружения. Используя адаптивный алгоритм фильтрации, фильтруйте сигналы беспорядка, создаваемые отражением интерфейса, и извлекайте эффективные пропускающие волны; С помощью технологии фазовой компенсации исправляется фазовое смещение сигнала, распространяющегося в воздухе и соответствующем слое, и повышается разрешение сигнала. Для слабых сигналов можно использовать низкошумный усилитель и технологию суперпозиции сигнала, многократное усиление суперпозиции сигнала обнаружения, улучшение отношения сигнала и шума. Например, при обнаружении дефектов металлической пластины сигнал дефекта, первоначально погруженный в шум, может быть четко отображен путем наложения сигнала и фильтрации.

РасшифроватьСВС ультразвуковая воздушная связьПроблема дислокации акустического сопротивления требует глубокого слияния материальных инноваций, структурной оптимизации и технологии обработки сигналов, как для уменьшения потерь энергии из источника, так и для укрепления эффективного сигнала с помощью технологии заднего конца. Этот процесс должен сочетаться с конкретными сценариями применения (такими как точность обнаружения, условия окружающей среды) целенаправленного дизайна, чтобы ультразвуковая технология воздушной связи прорвалась через узкое место производительности, в большем количестве областей для достижения эффективного и надежного тестирования приложений.