超聲波傳感器(2)-wenkub.com
2025-02-18 09:37 本頁面
【正文】 三、軟件設(shè)計 程 序 開 始初 始 化超 聲 波 發(fā) 射 ， 計 時 開 始超 聲 波 接 收 ， 讀 計 數(shù) 器 值根 據(jù) 公 式 計 算 距 離加 入 溫 度 補 償 ， 得 到 測 量 距 離顯 示 距 離延 時作業(yè)： 請對超聲波傳感器的應(yīng)用狀況作個調(diào)查，看看都有哪些已經(jīng)在生產(chǎn)的產(chǎn)品。 工作過程如下：接收的回波信號先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號調(diào)整到合適幅值的矩形脈沖，由濾波器進行頻率選擇，濾除干擾信號，再經(jīng)整形，送給輸出端 7腳。圖中輸出端上拉電阻 R31， R32，一方面可以提高反向器 74HC04輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。 聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的密度有關(guān)，而密度是溫度壓力的函數(shù) .因此，當溫度變化時，聲速成也要發(fā)生變化，而且影響比較大，使得測量結(jié)果難以精確。 例 上圖中，顯示器的 X軸為 10μs/div(格 )，現(xiàn)測得 B波與 T波的距離為 10格， F波與 T波的距離為 。當缺損面積大于聲束面積時，聲波全部由缺損處反射回來，熒光屏上只有發(fā)射波（ T）和缺損波（ F），沒有底波（ B）；當工件完好時，熒光屏上只有發(fā)射波（ T）和底波（ B），沒有缺損反射波（ F）。 ? 缺點：探測靈敏度較低，不能發(fā)現(xiàn)小缺陷；根據(jù)能量的變化可判斷有無缺陷，但不能定位；對兩探頭的相對位置要求較高。根據(jù)接收能量的大小即可判斷工件內(nèi)部是否存在缺損 。由于這兩束超聲波在液體中傳播速度的不同，測量兩接收探頭上超聲波傳播的時間差 ?t，可得到流體的平均速度及流量。已知水底與超聲探頭的間距為 10m，反射小板與探頭的間距為 ，求液位 h。 常用的耦合劑有自來水、機油、甘油、水玻璃、膠水、化學(xué)漿糊等 。 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聚焦或線聚焦。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，且超聲信號的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡單 。 壓 電 晶 體 超聲波 各種超聲波探頭 （以下參考常州市常超檢測設(shè)備有限公司資料） 常用頻率范圍： ~10MHz，常見晶片直徑： 5~30mm （１）、單晶直探頭（縱波垂直入射到被檢介質(zhì)） 外殼用金屬制作，保護膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止壓電晶片磨損。 壓電材料的固有頻率： ?當外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時，產(chǎn)生共振，這時產(chǎn)生的超聲波最強。 ?檢測中常采用 壓電式 。 ? 超聲波傳感器有 發(fā)送器 和 接收器 。 超聲波的衰減： 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 。 (1)聲速 zc??表 71 常用材料的密度、聲阻抗與聲速 （環(huán)境溫度為 0℃ ） 材料 密度 聲阻抗 縱波聲速 橫波聲速 鋼 46 鋁 17 銅 42 有機玻璃 甘油 － 水（ 20 C） － 油 － 空氣 － 33/ 10 K g m? ?? 33/ 1 0Z M P a s ??1/Lc K m s?? 1/sc Km s??超聲波的聲速、波長和指向性： ? 超聲波的波長 λ 和頻率 f的乘積恒等于聲速 c (2)波長 fc? ?超聲波的聲速、波長和指向性： ? 超聲波聲源發(fā)出的超聲波速以一定角度逐漸向外擴散 .指向角 θ 與超聲波直徑
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