傳感器原理及工程應(yīng)用(第三版)郁有文1-5第10章-全文預(yù)覽
【正文】 （ 1010） 式中： h—— 換能器距液面的距離； c—— 超聲波在介質(zhì)中傳播的速度。 超聲波發(fā)射和接收換能器可設(shè)置在液體介質(zhì)中 ， 讓超聲波在液體介質(zhì)中傳播 ， 如圖 104（ a） 所示 。 如果從發(fā)射超聲脈沖開始 ， 到接收換能器接收到反射波為止的這個時間間隔為已知 ， 就可以求出分界面的位置 ， 利用這種方法可以對物位進(jìn)行測量 。 壓電晶片的兩面鍍有銀層 ， 作導(dǎo)電的極板 。 它是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來工作的：逆壓電效應(yīng)將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動 ， 從而產(chǎn)生超聲波 ， 可作為發(fā)射探頭； 而正壓電效應(yīng)是將超聲振動波轉(zhuǎn)換成電信號 ， 可作為接收探頭 。 吸收衰減是由于介質(zhì)粘滯性 ， 使超聲波在介質(zhì)中傳播時造成質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)摩擦 ， 從而使一部分聲能轉(zhuǎn)換為熱能 ， 通過熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱交換 ， 導(dǎo)致聲能的損耗 。 第 10章 超聲波傳感器 聲波在介質(zhì)中傳播時 ， 能量的衰減決定于聲波的擴(kuò)散 、 散射和吸收 。s), 空氣的特性阻抗為 ρ2c2 = 429 106 kg/(m2 當(dāng)波在界面處產(chǎn)生折射時 ，入射角 α的正弦與折射角 β的正弦之比 ， 等于入射波在第一介質(zhì)中的波速 c1與折射波在第二介質(zhì)中的波速 c2之比 ， 即 21sinsincc???（ 102） 聲波的反射系數(shù)和透射系數(shù)可分別由如下兩式求得 : 211220 coscos?????????ccIIR r????(103) 第 10章 超聲波傳感器 22211222110 )cos(cos4ccccIIT t???????????(104) 式中： I0, Ir, It—— 分別為入射波 、 反射波 、 α、 β—— 分別為聲波的入射角和折射角； ρ1c ρ2c2—— 分別為兩介質(zhì)的聲阻抗 ， 其中 c1和 c2分別為反射波和折射波的速度 。 氣體中縱波聲速為 344 m/s， 液體中縱波聲速在 900～1900m/s 。 上述的 ρ、 Ba都是溫度的函數(shù) ， 使超聲波在介質(zhì)中的傳播速度隨溫度的變化而變化 ， 表 101為蒸餾水在 0～ 100℃ 時聲速隨溫度變化的數(shù)值 。 第 10章 超聲波傳感器 超聲波的波型及其傳播速度 聲源在介質(zhì)中施力方向與波在介質(zhì)中傳播方向的不同 ， 聲波的波型也不同 。第 10章 超聲波傳感器 第 10章 超聲波傳感器 超聲波及其物理性質(zhì) 超聲波傳感器 超聲波傳感器應(yīng)用 第 10章 超聲波傳感器 超聲波及其物理性質(zhì) 超聲波及其物理性質(zhì) 振動在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播稱為波動 ， 簡稱波 。 第 10章 超聲波傳感器 圖 101 聲波的頻率界限圖 當(dāng)超聲波由一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時 ， 由于在兩種介質(zhì)中傳播速度不同 ， 在介質(zhì)界面上會產(chǎn)生反射 、 折射和波型轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象 。 超聲波在氣體和液體中傳播時 ， 由于不存在剪切應(yīng)力 ， 所以僅有縱波的傳播 ， 其傳播速度 c為 nBc ?1?式中： ρ——
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