波傳感器ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-01-29 23:58本頁(yè)面
【正文】 電容為 C，則 Q值可按下式進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)的 Q用 Qm表示，即 該式計(jì)算比較復(fù)雜，一般采用下式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，這時(shí) Q用 Q0表示，即 2222 ( )amr r a rfQf Z C f f?? ?012rfQff? ?式中， 、 為振幅低于諧振點(diǎn) 3dB時(shí)的上下限頻率。實(shí)際使用中壓電式探頭最為常見(jiàn)。 2. 磁致超聲波型超聲波傳感器 此外還有電磁型超聲波傳感器，有振動(dòng)板的超聲波傳感器，彈性表面波傳感器，光纖超聲波傳感器等類型的超聲波傳感器。通過(guò)測(cè)量渡越時(shí)間，利用介質(zhì)中已知的聲速即可求得目標(biāo)與傳感器的距離。超聲測(cè)距傳感器探測(cè)距離為15~200mm，分辨力為 。它主要用于檢測(cè)板材、管材、鍛件和焊接等材料中的缺陷 (如裂縫、氣孔、夾渣等 )、測(cè)定材料的厚度、檢測(cè)材料的晶粒、配合斷裂力學(xué)對(duì)材料使用壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)等。 3. 超聲波診斷儀 超聲波診斷儀是通過(guò)向體內(nèi)發(fā)射超聲波 (主要采用縱波 )，然后接收經(jīng)人體各組織反射回來(lái)的超聲波并加以處理和顯示，根據(jù)超聲波在人體不同組織中傳播特性的差異進(jìn)行診斷的。超聲波診斷儀類型較多，最常用的有 A型超聲波診斷儀、 M型超聲波心電圖儀和 B型超聲波斷層顯像儀等。 微波傳感器 微波的性質(zhì)與特點(diǎn) 微波是波長(zhǎng)為 lm~lmm的電磁波，可以細(xì)分為三個(gè)波段：分米波、厘米波、毫米波。 1. 微波振蕩器與微波天線 微波振蕩器是產(chǎn)生微波的裝置。構(gòu)成微波振蕩器的器件有速調(diào)管、磁控管或某些固體元件。 由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)需要用波導(dǎo)管 (波長(zhǎng)在 10cm以上可用同軸線 )傳輸，并通過(guò)天線發(fā)射出去。常用的天線有喇叭形天線，拋物面天線，介質(zhì)天線與隙縫天線等。與其它傳感器相比，敏感探頭在其工作頻率范圍必須有足夠快的響應(yīng)速度。在靈敏度特性要求特別高的情況下可使用超導(dǎo)材料的約瑟夫遜結(jié)檢測(cè)器、 SIS(Safetyinstrumented system)檢測(cè)器等超導(dǎo)隧道結(jié)元件，而在接近光的頻率區(qū)域可使用由金屬－氧化物－金屬構(gòu)成的隧道結(jié)元件。 微波傳感器作為一種新型的非接觸傳感器具有以下特點(diǎn)： 1. 有極寬的頻譜 (波長(zhǎng) =~)可供選用，可根據(jù)被測(cè)對(duì)象 的特點(diǎn)選擇不同的測(cè)量頻率； 2. 在煙霧、粉塵、水汽、化學(xué)氣氛以及高、低溫環(huán)境中對(duì)檢測(cè)信號(hào)的傳播影響極小，因此可以在惡劣環(huán)境下工作； 3. 時(shí)間常數(shù)小，反映速度快，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)處理，便于自動(dòng)控制； 4. 測(cè)量信號(hào)本身就是電信號(hào)，無(wú)須進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換，從而簡(jiǎn)化了傳感器與微處理器間的接口，便于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和遙控； 5. 微波無(wú)顯著輻射公害。相距為 S的發(fā)射天線與接收天線，相互成一定角度。接收天線接收到的微波功率的大小將隨著被測(cè)液面的高低不同而異。在外電場(chǎng)作用下，偶極子會(huì)形成定向排列。這個(gè)特性可用水分子自身介電常數(shù) ε來(lái)表示，即 / / /? ? ? ???式中 —— 儲(chǔ)能的度量； —— 衰減的度量； —— 常數(shù) /?//??3. 微波測(cè)厚儀 微波測(cè)厚儀利用微波在傳播過(guò)程中遇到金屬表面會(huì)被反射，且反射波的波長(zhǎng)和速度都不變的特性進(jìn)行測(cè)量。 放 大 器可 逆 電 機(jī)光 電轉(zhuǎn) 換 器顯 示 器被 測(cè) 體上 終 端 器環(huán) 形器 A環(huán) 形器 B微 波 信 號(hào) 源振 動(dòng) 短 路 器補(bǔ) 償 短 路 器傳 輸 波 導(dǎo) 管傳 輸 波 導(dǎo) 管 傳 輸 波 導(dǎo) 管傳 輸 波 導(dǎo) 管微波測(cè)厚儀原理圖 在被測(cè)金屬上、下兩面各安裝有一終端器。由上終端器發(fā)射到被測(cè)金屬上表面的微波，經(jīng)全反射后又回到上終端器，再經(jīng)傳輸波導(dǎo)管、環(huán)行器 A、下傳輸波導(dǎo)管送到下終端器。因此被測(cè)金屬的厚度與微波傳輸過(guò)程中的電行程長(zhǎng)度密切相關(guān)，即被則金屬厚度增大時(shí)微波電行程長(zhǎng)度便減少。當(dāng)被測(cè)物體位置較低時(shí)，發(fā)射天線發(fā)出的微波束全部被接收天線接收，經(jīng)檢波、放大與設(shè)定電壓比較后，發(fā)出物位正常信號(hào)。 微波開(kāi)關(guān)式物位計(jì) 5. 微波多普勒傳感器 微波同光波一樣，也能發(fā)生多普勒效應(yīng)。多普勒頻率為 2 c osdf? ???式中， ν為物體的運(yùn)動(dòng)速度； λ為微波信號(hào)波長(zhǎng)； θ為方位角。微波多普勒傳感器的應(yīng)用非常廣泛，例如多普勒測(cè)速儀可用于交通管制的車輛測(cè)速雷達(dá)，水文站用的流速測(cè)定儀，海洋氣象站用來(lái)測(cè)定海浪與熱帶風(fēng)暴，火車進(jìn)站速度監(jiān)控等。 ? 聲波的衰減主要取決于什么？并做簡(jiǎn)單介紹。
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