超聲傳感器zqjppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 示。其中探頭芯可以旋轉(zhuǎn)，通過改變探頭的入射角 ?，得到不同折射角的斜探頭。當(dāng) ? =0時成為直探頭。 超聲波傳感器對 磁致伸縮式超聲波傳感器 磁致伸縮式超聲波傳感器是利用鐵磁材料的磁致伸縮效應(yīng)原理來工作的。 ? 磁致伸縮式超聲波發(fā)生器是把鐵磁材料置于交變磁場中，使它產(chǎn)生機(jī)械尺寸的交替變化即機(jī)械振動，從而產(chǎn)生出超聲波。 ? 磁致伸縮式超聲波接收器的原理是：當(dāng)超聲波作用在磁致伸縮材料上時，引起材料伸縮，從而導(dǎo)致它的內(nèi)部磁場（即導(dǎo)磁特性）發(fā)生改變。根據(jù)電磁感應(yīng)，磁致伸縮材料上所繞的線圈里便獲得感應(yīng)電動勢。此電勢送到測量電路，最后記錄或顯示出來。 超聲波傳感器 利用超聲波在超聲場中的物理特性和各種效應(yīng)而研制的裝置可稱為超聲波換能器 、 探測器或傳感器 。 超聲波探頭按其工作原理可分為 壓電式 、 磁致伸縮式 、 電磁式等 ， 其中以壓電式最為常用 。 壓電式超聲波探頭常用的材料是壓電晶體 （ 石英 ） 和壓電陶瓷 （ 鈦酸鋇 ） ， 這種傳感器統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭 。 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 。 超聲波探頭結(jié)構(gòu)如圖所示 ， 它主要由壓電晶片 、 吸收塊（ 阻尼塊 ） 、 保護(hù)膜 、 引線等組成 。 壓電晶片多為圓板形 ， 厚度為 δ。 超聲波頻率 f與其厚度 δ成反比 。 壓電晶片的兩面鍍有銀層 ， 作導(dǎo)電的極板 。 阻尼塊的作用是降低晶片的機(jī)械品質(zhì) （ 衰減自由振蕩 ） ， 吸收聲能量 。 如果沒有阻尼塊 ， 當(dāng)激勵的電脈沖信號停止時 ， 晶片將會繼續(xù)振蕩 ， 加長超聲波的脈沖寬度 ， 使分辨率變差 。 壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 金屬殼吸收塊保護(hù)膜接線片壓電晶片導(dǎo)電螺桿 超聲波傳感器應(yīng)用 1 超聲波物位傳感器是利用超聲波在兩種介質(zhì)的分界面上的反射特性而制成的 。 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 。 根據(jù)發(fā)射和接收換能器的功能 ， 傳感器又可分為單換能器和雙換能器 。 單換能器的傳感器發(fā)射和接收超聲波使用同一個換能器 ， 而雙換能器的傳感器發(fā)射和接收各由一個換能器擔(dān)任 。 下圖給出了幾種超聲物位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 。 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 （ a） 所示 。 由于超聲波在液體中衰減比較小 （ 同聲音 ） ， 所以即使發(fā)射的超聲脈沖幅度較小也可以傳播 。 超聲波發(fā)射和接收換能器也可以安裝在液面的上方 ， 讓超聲波在空氣中傳播 ， 如圖 （ b） 所示
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