Cara Menggunakan Penderia PMUT pada Frekuensi Berbeza dengan Betul

Seiring dengan kemajuan teknologi, penderia PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers) sedang merevolusikan aplikasi ultrasonik dengan kelebihan seperti peminimuman saiz, penggunaan kuasa yang rendah, dan integrasi yang mudah. Namun begitu, parameter prestasi teras—iaitu frekuensi operasi—secara langsung menentukan julat pengesanan, resolusi, dan keupayaan penembusan.

Memadankan frekuensi dengan tepat mengikut senario aplikasi adalah kunci untuk memaksimumkan nilai penderia PMUT.

40kHz – Penembusan Kukuh untuk Penderiaan Jarak Dekat

Kelebihan Fizikal:

• Pelemahan rendah dalam medium biasa (cth: udara).

• Panjang gelombang sederhana (~8.8mm dalam udara).

Aplikasi Tipikal:

• Sistem CPD kokpit pintar.

• Navigasi robot servis dan pengelakan halangan.

• Penderiaan automatik tandas pintar.

Kelebihan Aplikasi Teras:

• Pengesanan jarak dekat/pengelakan halangan: Pelemahan rendah membolehkan pengesanan yang boleh dipercayai pada jarak beberapa meter dalam kokpit pintar, robot servis, dron, dan peranti rumah pintar, sambil mengimbangi jarak pengesanan dan ketepatan.

• Pengesanan gas/medium berketumpatan rendah: Kecekapan gandingan lebih tinggi dengan medium impedans akustik rendah seperti udara, sesuai untuk meter aliran dan pengesanan kehadiran.

• Kos dan ketahanan: Kematangan teknologi yang tinggi, mudah dihasilkan serta diintegrasikan, dan reka bentuk sistem lebih ringkas.
  

65kHz – Titik Manis untuk Pengukuran Industri dan Penderiaan Persekitaran

Kelebihan Fizikal:

• Kuasa penembusan dan ketepatan seimbang dalam persekitaran industri yang kompleks.

• Panjang gelombang ~5.2mm dalam udara.

Aplikasi Tipikal:

• Pengesanan kedalaman palet oleh forklift autonomi.

• Pencegahan perlanggaran platform kerja udara.

• Penderiaan robot pembersih/pintu pagar.

• Pemantauan ketinggian boom pertanian.
  

Kelebihan Aplikasi Teras:

• Keupayaan anti-gangguan yang kuat: Berfungsi dengan baik dalam persekitaran lembap, berdebu, atau berasap tanpa dipengaruhi oleh bahan atau warna sasaran, mengatasi penderia optik yang mudah menghasilkan pengesanan palsu akibat kotoran, pantulan, atau cahaya rendah.

• Pengesanan jarak sederhana yang stabil: Memenuhi keperluan industri bagi pengesanan jarak pendek hingga sederhana dengan ketepatan tinggi dan tindak balas masa nyata (pemprosesan gema pada skala milisaat), sesuai untuk kawalan mekanikal dinamik seperti hentian kecemasan.

• Kebolehsuaian persekitaran: Tahan terhadap turun naik suhu yang meluas, menyokong pemasangan tersembunyi, serta menawarkan ketahanan debu dan air yang lebih kukuh, ideal untuk jentera berat luar.

450kHz – “Mata Helang” untuk Pengimejan Tepat dan Ujian Tidak Merosakkan

Kelebihan Fizikal:

• Frekuensi tinggi membolehkan panjang gelombang lebih pendek (~3.3mm dalam air).

• Lebih mudah untuk memfokuskan pancaran.

Aplikasi Tipikal:

• Ujian tidak merosakkan berketepatan tinggi dalam industri (cth: kecacatan pembungkusan komponen elektronik, pengelupasan bahan komposit).

• Pengimejan mikro ultrasonik frekuensi tinggi dalam bioperubatan (kulit, oftalmologi, kajian haiwan kecil).

• Analisis struktur dan kecacatan peranti MEMS.
  

Kelebihan Aplikasi Teras:

• Resolusi sub-milimeter: Mampu mengenal pasti kecacatan sub-milimeter atau perubahan halus pada tisu biologi (cth: lesi awal, retakan mikro dalam bahan) dengan perincian imej yang jauh mengatasi penderia frekuensi rendah.

• Pengukuran dan pencirian ketebalan pada tahap mikron: Mengukur lapisan nipis atau salutan dengan ketepatan tahap mikron serta menganalisis mikrostruktur dalaman (cth: keliangan, keseragaman).

• Pengesanan kecacatan permukaan dan berhampiran permukaan: Tenaga tertumpu di kawasan permukaan, menjadikannya sangat sensitif terhadap retakan, pengelupasan, dan keabnormalan lain.