超聲波式傳感器ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 13:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 以減少渦流電流損失。其結(jié)構(gòu)形狀有矩形、窗形等，如圖所示。 磁致伸縮超聲波發(fā)生器 磁致伸縮超聲波發(fā)生器只能用在幾萬 Hz的頻率范圍以內(nèi)，但功率可達(dá)十萬 W，聲強(qiáng)可達(dá)幾千 W／ cm2，能耐較高的溫度。 1:53 PM 33 在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生一定的頻率和強(qiáng)度的超聲波發(fā)生器以外，還需要能接收超聲波的接收器。一般的超聲波接收器是 利用超聲波發(fā)生器的逆效應(yīng)而進(jìn)行工作的 。 當(dāng)超聲波作用到壓電晶體片上時(shí)，使晶片伸縮，則在晶片的兩個(gè)界面上產(chǎn)生交變電荷。這種電荷先被轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)過放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出結(jié)果。它的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用同一個(gè)超聲波發(fā)生器兼做超聲波接收器。 磁致伸縮超聲波接收器是利用磁致伸縮的逆效應(yīng)而制成的。當(dāng)超聲波作用到磁致伸縮材料上時(shí)，使磁致材料伸縮，引起它的內(nèi)部磁場 (即導(dǎo)磁特性 )的變化。根據(jù)電磁感應(yīng)，磁致伸縮材料上所繞的線圈獲得感應(yīng)電動(dòng)勢，并將此電動(dòng)勢送到測量電路及記錄顯示設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)也與發(fā)生器差不多。 1:53 PM 34 超聲波傳感器對(duì) 1:53 PM 35 超聲波探頭 ： 超聲波探頭又分為直探頭 、 斜探頭 、 雙探頭 、 表面波探頭 、 聚焦探頭 、 沖水探頭 、 水浸探頭 、 高溫探頭 、 空氣傳導(dǎo)探頭以及其他專用探頭等 。 1:53 PM 36 各種超聲波探頭 常用頻率范圍： ~10MHz，常見晶片直徑： 5~30mm 接觸式直探頭（縱波垂直入射到被檢介質(zhì)） 外殼用金屬制作 ， 保護(hù)膜用硬度很高的耐磨材料制作 ， 防止壓電晶片磨損 。 保護(hù)膜 接插件 1:53 PM 37 接觸式斜探頭（橫波、瑞利波或蘭姆波探頭） 壓電晶片粘貼在與底面成一定角度 （ 如 30?、 45?等 ）的有機(jī)玻璃斜楔塊上 ， 當(dāng)斜楔塊與不同材料的被測介質(zhì)（ 試件 ） 接觸時(shí) ， 超聲波將產(chǎn)生一定角度的折射 ， 傾斜入射到試件中去 ， 可產(chǎn)生多次反射 ， 而傳播到較遠(yuǎn)處去 。 底部耐磨材料 接插件 1:53 PM 38 各種接觸式斜探頭 常用頻率范圍： 1~5MHz 1:53 PM 39 接觸法雙晶直探頭 將兩個(gè)單晶探頭組合裝配在同一殼體內(nèi) ， 其中一片發(fā)射超聲波 ， 另一片接收超聲波 。 兩晶片之間用一片吸聲性能強(qiáng) 、絕緣性能好的薄片加以隔離 。雙晶探頭的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜些 ，但檢測精度比單晶直探頭高 ，且超聲信號(hào)的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡單 。 發(fā)射晶片 接收晶片 1:53 PM 40 各種雙晶直探頭 焦距范圍： 5~40mm, 頻率范圍： ~5MHz，鋼中折射角： 45? ~70? 1:53 PM 41 接觸法雙晶斜探頭（續(xù)） 1:53 PM 42 水浸探頭 （可用自來水作為耦合劑） 選擇聲透 鏡形狀 ， 可決定聚焦形式為點(diǎn)聚焦或線聚焦 。 1:53 PM 43 超聲波探頭中的壓電陶瓷芯片 將數(shù)百伏的超聲電脈沖加到壓電晶片上 ， 利用逆壓電效應(yīng) ， 使晶片發(fā)射出持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動(dòng)波 。 當(dāng)超聲波經(jīng)被測物反射回到壓電晶片時(shí) ，利用壓電效應(yīng) ， 將機(jī)械振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓 。 1:53 PM 44 耦合劑 超聲探頭與被測物體接觸時(shí) ， 探頭與被測物體表面間存在一層空氣薄層 ， 空氣將引起三個(gè)界面間強(qiáng)烈的雜亂反射波 ， 造成干擾 ， 并造成很大的衰減 。 為此 ， 必須將接觸面之間的空氣排擠掉 ， 使超聲波能順利地入射到被測介質(zhì)中 。 在工業(yè)中 ， 經(jīng)常使用一種稱為耦合劑的液體物質(zhì) ， 使之充滿在接觸層中 ， 起到傳遞超聲波的作用 。 常用的耦合劑有自來水 、 機(jī)油 、 甘油 、 水玻璃 、 膠水 、 化學(xué)漿糊等 。 1:53 PM 45 超聲波的應(yīng)用有 兩種基本類型 ：當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩側(cè)時(shí) ， 這種類型稱為 透射型 。 透射型可用于遙控器 、 防盜報(bào)警器 、 接近開關(guān)等 。 超聲發(fā)射器與接收器置于同側(cè)的屬于 反射型 ，反射型可用于接近開關(guān) 、 測距 、 測液位或物位 、 金屬探傷以及測厚等 。 超聲波傳感器應(yīng)用 1:53 PM 46 超聲波傳感器應(yīng)用舉例 1:53 PM 47 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 48 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 質(zhì)量檢查 緊固件的安裝錯(cuò)誤檢測 1:53 PM 49 疊放 高度測量 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 50 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 物 件放置錯(cuò)誤檢測 1:53 PM 51 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 透明塑料張力控制 1:53 PM 52 機(jī)械手定 位 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 53 紙卷直徑檢測 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 54 平整度測量 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 55 超長距離檢測 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 56 流水線計(jì)數(shù) 超聲波傳感器應(yīng)用舉例（續(xù)） 1:53 PM 57 對(duì)高頻超聲波，由于它的波長短，不易產(chǎn)生繞射，碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有明顯的反射，而且方向性好，能成為射線而定向傳播；在液體、固體中衰減小，穿透本領(lǐng)大。這些特性使得超聲波成為無損探傷方面的重要工具。 案例 (1) 穿透法探傷 穿透法探傷是根據(jù)超聲波穿透工件后的能量變化狀況，來判別工件內(nèi)部質(zhì)量的方法。穿透法用兩個(gè)探頭，置于工件相對(duì)面，一個(gè)發(fā)射超聲波，一個(gè)接收超聲波。發(fā)射波可以是連續(xù)波，也可以是脈沖。 在探測中，當(dāng)工件內(nèi)無缺陷時(shí)，接收能量大，儀表指示值大；當(dāng)工件內(nèi)有缺陷時(shí)，因部分能量被反射，接收能量小，儀表指示值小。根據(jù)這個(gè)變化，就可以把工件內(nèi)部缺陷檢測出來。
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