課程結(jié)業(yè)-超聲波傳感器論-在線瀏覽
2025-02-24 01:30本頁面
【正文】 為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波是一種振動(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠 成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反 射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。小功率超聲探頭多作探測作用。 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。 （ 2）工作溫度。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。主要取決于制造晶片本身。 圖 2. 超聲波傳感器 實(shí)圖 當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時(shí)，就會(huì)隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或 一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電 信號(hào)時(shí)，就會(huì)因彎曲振動(dòng)發(fā)射出超聲波?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。該復(fù)合式振動(dòng)器是諧振器以及，由一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器的一 個(gè)結(jié)合體。 室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進(jìn)行覆蓋。 利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動(dòng)器的彎曲振動(dòng)，在頻率高于 70kHz 的情況下，是不可能達(dá)到此目的的。在這種情況下，壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。 5 個(gè)冪的差異會(huì)導(dǎo)致在壓電陶瓷振動(dòng)輻射表面上的大量損失。這種結(jié)構(gòu)可以使超聲波傳感器在高達(dá)數(shù)百 kHz 頻率的情況下，仍然能夠正常工作。但目前應(yīng)用較廣的主要是超聲波傳播時(shí)間差法。 如果在流體 中設(shè)置兩個(gè)超聲波傳感器，它們既可以發(fā)射超聲波又可以接收超聲波，一個(gè)裝在上游，一個(gè)裝在下游，其距離為 L, 如圖所示。超聲波流量計(jì)可用來對(duì)自來水、工業(yè)用水、 農(nóng)業(yè)用水等進(jìn)行測量。 多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散
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