Application of Piezoelectric Ceramics in parking sensor

Применение пьезокерамики в ультразвуковых парковочных радарах (парктрониках)

1. Назначение и принцип работы парковочных радаров

1.1. Определение и функции

Парковочный радар (парктроник) — это электронная система помощи водителю, использующая ультразвуковую или электромагнитную технологию для обнаружения препятствий вблизи автомобиля во время маневрирования на низких скоростях. Основная функция — предотвращение столкновений путём своевременного предупреждения водителя о близости объектов.

1.2. Компоненты системы

Типичная ультразвуковая система парковки состоит из:

• Набор ультразвуковых датчиков (обычно 4–8 шт.), устанавливаемых в бамперах автомобиля.
• Электронный блок управления (ЭБУ), обрабатывающий сигналы от датчиков.
• Система оповещения водителя: звуковая (бипер) и/или визуальная (светодиодный или ЖК-дисплей).

2. Технология ультразвукового обнаружения препятствий

2.1. Физический принцип работы

Работа основана на эхолокационном принципе. Каждый датчик в системе выполняет две функции: излучателя и приёмника ультразвуковых волн.

2.2. Последовательность работы

• По команде от ЭБУ пьезоэлектрический преобразователь в датчике генерирует short ultrasonic импульс (частота 40–50 кГц).
• Звуковая волна распространяется в воздушной среде вокруг автомобиля.
• При наличии препятствия волна отражается от его поверхности.
• Тот же самый пьезоэлемент (работающий теперь в режиме приёмника) улавливает отражённый сигнал (эхо).
• ЭБУ измеряет время задержки между моментом излучения и моментом приёма эхо-сигнала.
• Зная скорость звука в воздухе (~340 м/с), процессор рассчитывает расстояние до препятствия по формуле: S = (c × t) / 2.
• На основе данных от нескольких датчиков система определяет не только расстояние, но и направление на препятствие.

2.3. Система оповещения

ЭБУ преобразует рассчитанные данные в предупреждающие сигналы для водителя:

• Звуковой сигнал: Частота звуковых импульсов (бипов) увеличивается по мере приближения к препятствию. Непрерывный звук указывает на критически близкое расстояние.
• Визуальная индикация: На дисплее графически отображается зона и приблизительное расстояние до препятствия (часто с цветовой градацией: зелёный -> жёлтый -> красный).

3. Пьезоэлектрические материалы для датчиков парктроников

Эффективность и надёжность системы напрямую зависят от характеристик пьезоэлектрического преобразователя, являющегося основным sensing-элементом.

3.1. Ключевые требования к материалам

Пьезоматериал для automotive applications должен обладать:

• Высоким пьезоэлектрическим коэффициентом для обеспечения хорошей чувствительности.
• Стабильностью параметров в широком температурном диапазоне (от -40°C до +85°C).
• Механической прочностью и устойчивостью к вибрациям.
• Долговечностью и устойчивостью к старению.
• Возможностью эффективно работать на заданной частоте (40–50 кГц).

3.2. Основные используемые материалы

3.2.1. Цирконат-титанат свинца (PZT, ЦТС)

• Является наиболее распространённым материалом для данных применений.
• Преимущества: Высокий пьезоэлектрический отклик, excellent температурная стабильность, высокая механическая прочность и долговечность.
• Форма: Обычно используется в виде дисков или пластин.

3.2.2. Поливинилиденфторид (PVDF, ПВДФ)

• Применяется реже, в specialized applications.
• Преимущества: Гибкость, возможность создания датчиков сложной формы.
• Недостатки: Более низкая, по сравнению с PZT, температурная стабильность и пьезоактивность.

3.3. Продукция HE-SHUAI для автомобильной промышленности

Компания HE-SHUAI производит высококачественные пьезокерамические элементы, специально разработанные для harsh условий эксплуатации в automotive sector:

• Пьезокерамические диски и пластины на основе PZT.
• Изделия, соответствующие automotive-grade стандартам надёжности.
• Компоненты, обеспечивающие высокую точность и стабильность измерений.

Ищете надежные пьезоэлектрические компоненты для автомобильных систем? Обращайтесь в HE-SHUAI для консультации и подбора оптимальных решений для ваших парковочных радаров (парктроников). Наши инженеры готовы предложить продукты, соответствующие самым строгим отраслевым стандартам.