مدل‌سازی عددی حسگر آلتراسونیک و بررسی ماده مناسب و هندسه بر عملکرد آن

در این مقاله سنسور آلتراسونیک اندازه‌گیری فاصله بررسی شده و تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل جنس ماده تطبیقی و ابعاد سنسور بر عملکرد سنسور و ایجاد تشدیدهای مکانیکی مختلف در آن مورد بررسی قرار گرفته است. در انتخاب ماده تطبیقی از قانون امپدانس آکوستیکی استفاده شده که در آن بیشترین تابش موج ایجاد می‌شود. در این پژوهش سنسور ضدآب مدنظر بوده و طراحی مخصوص آن صورت گرفته است که دارای شکل خاص است و محدودیت در طراحی دارد. در ابتدا یک ماده مناسب برای استفاده به‌عنوان ماده تطبیقی پیدا شده که دارای بیشترین فشار صوت در فاصله مشخص باشد. در این تحلیل نشان داده می‌شود که بهترین بازه فرکانسی برای داشتن بیشترین فاصله باید دارای چه مقدارهایی باشد. سپس با استفاده از تغییر ابعاد هندسی فرکانس کاری مناسب برای استفاده از سنسور تنظیم می‌شود که مجموعه در این بازه دارای تشدید بوده و در حالت ضدتشدید قرار نداشته باشد. در این مقاله تمرکز بر روی طراحی ترنسدیوسر در فرکانس پایین بوده درحالی که روش‌های موجود در طراحی در فرکانس‌های بسیار بیشتری وجود دارد.