超聲波式傳感器ppt課件-文庫吧資料
2025-05-18 13:55本頁面
【正文】 波繼續(xù)傳至 工件底面 B，也反射回來。 反射法探傷示意圖 高頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖 (發(fā)射波 )加在探頭上，激勵壓電晶體振蕩，使之產(chǎn)生超聲波。 穿透法探傷示意圖 1:53 PM 58 (2) 反射法探傷 反射法探傷是以超聲波在工件中反射情況的不同，來探測缺陷的方法。 在探測中，當(dāng)工件內(nèi)無缺陷時，接收能量大，儀表指示值大；當(dāng)工件內(nèi)有缺陷時，因部分能量被反射，接收能量小，儀表指示值小。穿透法用兩個探頭，置于工件相對面，一個發(fā)射超聲波，一個接收超聲波。這些特性使得超聲波成為無損探傷方面的重要工具。 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 。 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 ， 這種類型稱為 透射型 。 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 。 1:53 PM 44 耦合劑 超聲探頭與被測物體接觸時 ， 探頭與被測物體表面間存在一層空氣薄層 ， 空氣將引起三個界面間強烈的雜亂反射波 ， 造成干擾 ， 并造成很大的衰減 。 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)時間很短的超聲振動波 。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 。 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 。 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 。它的結(jié)構(gòu)也與發(fā)生器差不多。當(dāng)超聲波作用到磁致伸縮材料上時，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。它的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時就用同一個超聲波發(fā)生器兼做超聲波接收器。 當(dāng)超聲波作用到壓電晶體片上時，使晶片伸縮，則在晶片的兩個界面上產(chǎn)生交變電荷。 1:53 PM 33 在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生一定的頻率和強度的超聲波發(fā)生器以外，還需要能接收超聲波的接收器。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)生器把鐵磁材料置于交變磁場中，使它產(chǎn)生機械尺寸的交替變化，即機械振動，從而產(chǎn)生超聲波。鎳的磁致伸縮效應(yīng)最大，它在一切磁場中都是縮短的。 壓電式超聲波發(fā)生器可以產(chǎn)生幾十 kHz到幾十 MHz的高頻超聲波，產(chǎn)生的聲強可達(dá)幾十 W／ cm2。 1. 超聲波的發(fā)生 u壓電片厚度 d .1 壓電式超聲波傳感器超聲波式中， n=1， 2， 3， … 是諧波的級數(shù)； c為波在壓電材料里的傳播速度 (縱波 )； 式中， E為楊氏模量； 為壓電材料的密度。常用的壓電材料為石英晶體、壓電陶瓷鋯鈦酸鉛等。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；由于其結(jié)構(gòu)不同，分為直探頭式、斜探頭式和雙探頭式。 超聲波傳感器原理 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，在檢測技術(shù)中 壓電式最為常用 。 ?藍(lán)姆波：藍(lán)姆波沿著板的兩個表面及中部傳播。 1:53 PM 25 ?縱波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向一致的波，它能在固體、液 ?橫波：質(zhì)點振動方向垂直于傳播方向的波，它只能在固體介質(zhì)中傳播。 它的指向性很好 ， 能量集中 ， 因此穿透本領(lǐng)大 ， 能穿透幾米厚的鋼板 ， 而能量損失不大 。特別對制藥行業(yè)各種玻璃制器及內(nèi)外科器械的清洗效果最為理想，不僅能達(dá)到清洗的目的，還能對玻璃器皿內(nèi)外壁附著的各種微生物、病菌起到粉碎作用，達(dá)到消毒滅菌的作用。 超聲波清洗應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于機械、電子、光學(xué)、醫(yī)藥、電鍍、涂裝及真空鍍膜前處理等行業(yè)。 1:53 PM 19 美國蜂鳥 595C系列 魚群探測器（ GPS衛(wèi)星定位彩屏 3￥ 7580 ） 1:53 PM 20 超聲波在醫(yī)學(xué)檢查中的應(yīng)用 胎兒 B超影像 1:53 PM 21 超聲波用于高效清洗 當(dāng)弱的聲波信號作用于液體中時，會對液體產(chǎn)生一定的負(fù)壓，即液體體積增加，液體中分子空隙加大，形成許多微小的氣泡；而當(dāng)強的聲波信號作用于液體時，則會對液體產(chǎn)生一定的正壓，即液體體積被壓縮減小，液體中形成的微小氣泡被壓碎。 便攜式超聲波探魚器 1:53 PM 18 魚群探測器 把這種探測器放在海里，它就會向水底發(fā)射聲波，如果有魚群通過，魚群吐出的大量水泡會使聲波反射回來，并通過壓電陶瓷接收聲波，變成電訊號，人們就可以從儀器上知道魚群的位置。 超聲波霧化器 超聲波加濕器 1:53 PM 16 壓電陶瓷或磁致伸縮材料在高電壓窄脈沖作用下，可得到較大功率的超聲波，可以被聚焦，能用于集成電路及塑料的焊接。 1:53 PM 13 蝙蝠能發(fā)出和聽見超聲波 。 (4)人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng)，而且他 (或它 )們的某些器官也會發(fā)出微弱的次聲波。因
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