輻射與波式傳感器ppt課件(已修改)
2025-05-15 18:33 本頁面
【正文】 第 9章 波式和輻射式傳感器 9. 1 .1 超聲波的物理特性 波動(dòng) （ 簡稱波 ） ：振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播 聲波：其頻率在 16~2 104 Hz之間 ， 能為人耳所聞的機(jī)械波 次聲波：低于 16 Hz的機(jī)械波 超聲波：高于 2 104 Hz的機(jī)械波 微波：頻率在 3 108~3 1011 Hz之間的波 聲波的頻率界限圖 超聲波的波型 ? 縱波 —— 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波，稱為縱波。它能在固體、液體和氣體中傳播； ? 橫波 —— 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直于傳播方向的波，稱為橫波。它只能在固體中傳播； ? 表面波 —— 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波與橫波之間，沿著表面?zhèn)鞑ィ穹S深度增加而迅速衰減的波，稱為表面波。表面波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡是橢圓形（其長軸垂直于傳播方向，短軸平行于傳播方向）。表面波只能沿著固體的表面?zhèn)鞑ァ? 縱波、橫波及表面波的傳播速度，取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)及介質(zhì)密度。氣體和液體中只能傳播縱波，其中氣體中的聲速為 344m/s，液體中聲速在 900～ 1900m/s。 在固體中，縱波、橫波和表面波三者的聲速成一定關(guān)系，通常可認(rèn)為橫波聲速為縱波聲速的一半，表面波聲速約為橫波聲速的 90％。 超聲波的反射和折射 超聲波的反射和折射 21s i ns i ncc??? 超聲波的衰減 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí) ， 隨著傳播距離的增加 ，能量逐漸衰減 。 其聲壓和聲強(qiáng)的衰減規(guī)律滿足以下函數(shù)關(guān)系： xx eII?20??xx ePP???0式中 : xP 、 xI —— 聲波在距聲源 x處的聲壓和聲強(qiáng)； 0P、 0I—— 聲波在聲源處的聲壓和聲強(qiáng)； x?—— 聲波與聲源間的距離； —— 衰減系數(shù)。 超聲波傳感器及其應(yīng)用 壓電式超聲波傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)原理來工作的。 壓電式超聲波發(fā)生器是利用逆壓電效應(yīng)的原理將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波。當(dāng)外加交變電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，此時(shí)產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。 ? 壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)原理進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波作用到壓電晶片上時(shí)引起晶片伸縮，在晶片的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生極性相反的電荷，這些
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