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超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理應(yīng)用

發(fā)布時間:2023-05-11 18:00:48人氣:

  超聲波傳感器是一種使用換能器發(fā)送和接收超聲波脈沖的儀器,該超聲波脈沖可中繼有關(guān)物體附近的信息,從而超聲波可測量到物體的距離。

超聲波傳感器

  一、超聲波傳感器的原理超聲波傳感器是一種利用超聲波特性開發(fā)的傳感器。超聲波是一種機(jī)械波,其振動頻率比聲波高。它是由換能器晶片在電壓激勵下的振動產(chǎn)生的。它具有高頻率,短波長,小的衍射現(xiàn)象,尤其是良好的方向性,可以直接入射到射線中。傳播等特點(diǎn)。超聲波具有很強(qiáng)的穿透液體和固體的能力,特別是在對日光不透明的固體中,它可以穿透數(shù)十米的深度。


  超聲波撞擊雜質(zhì)或界面會產(chǎn)生明顯的反射以形成回聲,并撞擊運(yùn)動的物體會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此,超聲波檢測被廣泛應(yīng)用于工業(yè),國防,生物醫(yī)學(xué)等各個方面。超聲波被用作檢測方法,并且必須產(chǎn)生和接收超聲波。實(shí)現(xiàn)此功能的設(shè)備是超聲傳感器,通常將其稱為超聲換能器或超聲探頭。


  超聲波探頭主要由壓電晶片組成,可以發(fā)射和接收超聲波。低功率超聲探頭主要用于檢測。它具有許多不同的結(jié)構(gòu),可以分為直探頭(縱向波),斜探頭(橫向波),表面波探頭(表面波),蘭姆波探頭(蘭姆波),雙探頭(一個探頭反射,一個探頭)等等。


  超聲波探頭的核心是塑料或金屬外殼中的壓電芯片。構(gòu)成晶圓的材料有很多種。晶圓的尺寸,例如直徑和厚度,也不同,因此每個探針的性能都不同,使用前必須知道其性能。


  超聲傳感器的主要性能指標(biāo)包括:


  1,工作頻率。工作頻率是壓電晶片的諧振頻率。當(dāng)施加在其兩端的交流電壓的頻率等于芯片的諧振頻率時,輸出能量很大,靈敏度也很高。


  2,工作溫度。因?yàn)閴弘姴牧系木永稂c(diǎn)通常較高,特別是當(dāng)用于診斷的超聲波探頭使用低功率時,工作溫度較低,并且可以長時間工作而不會出現(xiàn)故障。醫(yī)用超聲探頭的溫度相對較高,需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。


  3.靈敏度。主要取決于制造晶圓本身。機(jī)電耦合系數(shù)大,靈敏度高;相反,靈敏度低。


  二、超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)超聲波傳感器主要由以下四個部分組成:發(fā)射器:振動器(通常是直徑約15毫米的陶瓷產(chǎn)品)產(chǎn)生超聲波并輻射到空氣中。接收器:當(dāng)振動器接收到超聲波時,它會根據(jù)超聲波產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械振動,并將其轉(zhuǎn)換為電能,作為接收器的輸出??刂撇糠郑河眉呻娐房刂瓢l(fā)射器的超聲發(fā)射,并確定接收器是否接收到信號(超聲波)以及接收到的信號的大小。電源部分:超聲波傳感器通常使用外部DC電源,其電壓為DC12V±10%或24V±10%,內(nèi)部穩(wěn)壓電路為傳感器供電。


  三、超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波距離傳感器可廣泛應(yīng)用于物料液位(液位)監(jiān)控,機(jī)器人防撞,各種超聲波接近開關(guān)以及防盜報警器等相關(guān)領(lǐng)域。它工作可靠,易于安裝且防水。型號小,發(fā)射角度小,靈敏度高,方便與工業(yè)顯示儀器連接,也提供更大發(fā)射角度的探頭。傳感器是世界上快速發(fā)展的行業(yè)之一。在各國相關(guān)研究,生產(chǎn)和應(yīng)用部門的共同努力下,傳感器技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和進(jìn)步。但是,就當(dāng)前的技術(shù)水平而言,人們可以使用的特定傳感技術(shù)仍然非常有限。因此,這是一個蓬勃發(fā)展的技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域,前景無限。


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