第一節(jié)紅外輻射傳感器(編輯修改稿)
2025-08-28 12:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， 全部從第一介質(zhì)透射入第二介質(zhì)；若 ρ 2c2ρ 1c1, 反射系數(shù) R≈ 1，則聲波在界面上幾乎全反射 ， 透射極少 。 同理 ， 當(dāng)ρ 1c1 ρ 2c2時 ， 反射系數(shù) R≈ 1， 聲波在界面上幾乎全反射 。 如：在 20℃ 水溫時 ， 水的特性阻抗為 ρ 1c1 = 106kg/(m2s), 空 氣 的 特 性 阻 抗 為 ρ 2c2 = 429 106 kg/(m2s), ρ 1c1 ρ 2c2, 故超聲波從水介質(zhì)中傳播至水氣界面時 ， 將發(fā)生全反射 。 第 9 章 輻射式傳感器 聲波在介質(zhì)中傳播時 ， 隨著傳播距離的增加 ， 能量逐漸衰減 ， 其衰減的程度與聲波的擴(kuò)散 、 散射及吸收等因素有關(guān) 。 axxaxxeIIePP200????式中： Px、 Ix——距聲源 x處的聲壓和聲強(qiáng)； x——聲波與聲源間的距離； α—— 衰減系數(shù)，單位為 Np/cm（奈培 /厘米）。 （ 2） 超聲波的衰減 第 9 章 輻射式傳感器 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 。 聲波的擴(kuò)散 ：隨聲波傳播距離增加而引起聲能的減弱 。 散射衰減 ：超聲波在介質(zhì)中傳播時 ， 固體介質(zhì)中的顆粒界面或流體介質(zhì)中的懸浮粒子使聲波產(chǎn)生散射 ，其中一部分聲能不再沿原來傳播方向運(yùn)動 ， 而形成散射 。 散射衰減與散射粒子的形狀 、 尺寸 、 數(shù)量 、 介質(zhì)的性質(zhì)和散射粒子的性質(zhì)有關(guān) 。 吸收衰減 ：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 9 章 輻射式傳感器 （ 3） 超聲波的波型轉(zhuǎn)換 ????? s i ns i ns i ns i ns i n222111 SLSLL ccccc ????內(nèi)的橫波速度：反射介質(zhì)、折射介質(zhì)、波速度介質(zhì)、折射介質(zhì)內(nèi)的縱：入射介質(zhì)、反射、：縱波與橫波的折射角、：縱波與橫波的反射角、入射角212121:SSLLLccccc?????第 9 章 輻射式傳感器 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 金 屬 殼吸 收 塊保 護(hù) 膜接 線 片壓 電 晶 片導(dǎo) 電 螺 桿是降低晶片的機(jī)械品質(zhì) ， 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 。 二、超聲波傳感器 第 9 章 輻射式傳感器 三、超聲波傳感器應(yīng)用 1 h h2 a2 ahhss( a )( b )h h2 a2 ahhss( a )( b )h h2 a2 ahhss( a )( b )h h2 a2 ahhss( a )( b )第 9 章 輻射式傳感器 2 vcLtvcLt???? 21電路 管道超 聲 波 傳 感 器 2超 聲 波 傳 感 器 1LB1B2第 9 章 輻射式傳感器 一般來說 ， 流體的流速遠(yuǎn)小于超聲波在流體中的傳播速度 ， 因此超聲波傳播時間差為 22122vcLvttt?????由于 cv, 從上式便可得到流體的流速 ， 即 tLcv ??22第 9 章 輻射式傳感器 超 聲 波 傳 感 器 2超 聲 波 傳 感 器 1 管道D?此時超聲波的傳輸時間將由下式確定： ????s i nc o ss i nc o s21 vcDtvcDt????第 9 章 輻射式傳感器 超聲波探傷 脈沖發(fā)生器 接收放大 顯示器 探頭 發(fā)射波 接收波 缺陷波 第 9 章 輻射式傳感器 高頻連續(xù) 波發(fā)生器 試 件 放大器 顯示器 發(fā)射 探頭 接收 探頭 第 9 章 輻射式傳感器 超聲波測溫 ?// rPMr R Tv ??：密度：絕對溫度壓強(qiáng)：氣體分子量定容比熱定壓比熱氣體常數(shù)?T:PM/:/:rpccrR?第 9 章 輻射式傳感器 主控器 發(fā)射電路 探 頭 反 射 板 控制電路 時鐘電路 計數(shù)器 放大整形 接收波 發(fā)射波 第 9 章 輻射式傳感器 第一節(jié) 紅外輻射傳感器 第九章 輻射式傳感器 第二節(jié) 超聲波傳感器 第三節(jié) 核輻射傳感器 第 9 章 輻射式傳感器 第三節(jié) 核輻射傳感器 一、核輻射基本知識 同位素： 具有相同的核電荷數(shù) Z而有不同的質(zhì)子數(shù) A的 原子所構(gòu)成的元素。 核輻射 ：假設(shè)某種同位素的原子核在沒有外力作用下 ，自動發(fā)生衰變 ， 衰變中釋放出 α射線 、 β射線 、 γ射線 、X射線等 ， 這種現(xiàn)象稱為核輻射 。 而放出射線的同位素稱為放射性同位素 ， 又稱放射源 。 衰變： 某種物質(zhì)，在沒有任何外界作用時，原子核向外輻射出某種射線而變成另外一種元素。 teJJ ??? 0衰變規(guī)律： 放射源的強(qiáng)度是隨著時間按指數(shù)定理而減低的，即 第 9 章 輻射式傳感器 式中： J0——開始時的放射源強(qiáng)度； J——經(jīng)過時間為 t以后的放射源強(qiáng)度； λ——放射性衰變常數(shù)。 半衰期： 指放射性同位素的原子核數(shù)衰變到一半所需要的時間，又稱為放射性同位素的壽命。 放射性同位素種類很多，由于核輻射檢測儀表對采用的放射性同位素要求它的半衰期比較長，且對放射出來的射線能量也有一定要求， 因此常用的放射性同位素只有 20種左右，例如 Sr90（鍶）、 Co60 （鈷）、Cs137（銫）、 Am241（镅）等。 P244表 102。 ?? /2ln
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