超聲傳感器zqjppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-09 18:28本頁(yè)面
【正文】 ， 傳感器又可分為單換能器和雙換能器 。 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 。 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 。 超聲波頻率 f與其厚度 δ成反比 。 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 。 超聲波傳感器 利用超聲波在超聲場(chǎng)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(cè)器或傳感器 。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(dòng)勢(shì)。 ? 磁致伸縮式超聲波發(fā)生器是把鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中，使它產(chǎn)生機(jī)械尺寸的交替變化即機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生出超聲波。當(dāng) ? =0時(shí)成為直探頭。另一種可變角探頭，如圖 14所示。探頭通過保護(hù)膜或斜楔向外發(fā)射超聲波；吸收背襯的作用是吸收晶片向背面發(fā)射的聲波，以減少雜波；匹配電感的作用是調(diào)整脈沖波的波形。表 面波可以看成是由平行于表面的縱波和垂直于橫波的橫波合成，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡為一橢圓，在距表面 1/4波長(zhǎng)深處振幅最強(qiáng)，隨著深度的增加很快率減，實(shí)際上離表面一個(gè)波長(zhǎng)以上的地方，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅已經(jīng)很微弱了。橫波只能在固體介質(zhì)中傳播。由于固體介質(zhì)除了能承受體積變形外，還能夠承受切變變形。任何固體介質(zhì)當(dāng)其體積發(fā)生交替變化時(shí)均能產(chǎn)生縱波 。超聲波在介質(zhì)中傳播可以有不同形式，它取決于介質(zhì)可以承受何種作用力以及如何對(duì)介質(zhì)激發(fā)超聲波。在晶片的振動(dòng)過程中，由于能量的減少，其振幅也逐漸減小，因此它發(fā)射出的是一個(gè)超聲波波包，稱為脈沖波，如圖 12（ b）所示。 脈沖超聲波的產(chǎn)生及其特點(diǎn) 用于產(chǎn)生和接收超聲波的材料一般被制成片狀（晶片），并在其正反兩面鍍上導(dǎo)電層（如鍍銀層）作為正負(fù)電極。 石英晶體結(jié)構(gòu) 拉力作用下的極化 晶體的宏觀極化 圖 11 石英晶體的壓電效應(yīng) 專 題 實(shí) 驗(yàn) （ a） 晶體振動(dòng) (b) 脈沖波 圖 12 脈沖超聲波的產(chǎn)生 壓，則晶片發(fā)生彈性形變，隨后發(fā)生自由振動(dòng)，并在晶片厚度方向形成駐波，如圖 12(a)所示。通常具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)同時(shí)也具有逆壓電效應(yīng)，即當(dāng)對(duì)施加電壓后會(huì)發(fā)生變形。 超聲波的產(chǎn)生與傳播和接收（ 換能器 ） 壓電效應(yīng) 某些固體物質(zhì)，在壓力（或拉力）的作用下產(chǎn)生形變，從而使物質(zhì)本身極化，在物體相對(duì)的表面出現(xiàn)正、負(fù)束縛電荷，這一效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。 ③ 熱效應(yīng)。 受體超聲效應(yīng) ① 機(jī)械效應(yīng)。 聲波
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