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超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。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)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。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)生效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的,就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號(hào),就可以產(chǎn)生超聲波。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。
超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收)等。
超聲波傳感器的應(yīng)用
超聲波距離傳感器技術(shù)的應(yīng)用 超聲波傳感器包括三個(gè)部分:超聲換能器、處理單元和輸出級(jí)。首先處理單元對(duì)超聲換能器加以電壓激勵(lì),其受激后以脈沖形式發(fā)出超聲波,接著超聲換能器轉(zhuǎn)入接受狀態(tài),處理單元對(duì)接收到的超聲波脈沖進(jìn)行分析,判斷收到的信號(hào)是不是所發(fā)出的超聲波的回聲。如果是,就測量超聲波的行程時(shí)間,根據(jù)測量的時(shí)間換算為行程,除以2,即為反射超聲波的物體距離。把超聲波傳感器安裝在合適的位置,對(duì)準(zhǔn)被測物變化方向發(fā)射超聲波,就可測量物體表面與傳感器的距離。超聲波傳感器有發(fā)送器和接shou器,但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化,即在發(fā)射超聲波的時(shí)候,將電能轉(zhuǎn)換,發(fā)射超聲波。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化,即在發(fā)射超聲波的時(shí)候,將電能轉(zhuǎn)換,發(fā)射超聲波;而在收到回波的時(shí)候,則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
超聲波傳感器直徑雖然只有10mm、12mm、14mm、16mm、18mm幾種常規(guī)的,但細(xì)分下,產(chǎn)品種類還是挺多的,除了可以按結(jié)構(gòu)類型分為開放式和封閉式兩種外,還可按功能型來區(qū)分,即發(fā)射T、接收R、收發(fā)一體T/R三種,其中頻率也分為25KHz和40KHz兩種。不同直徑加上不同的結(jié)構(gòu)類型再加上產(chǎn)品的功能型與頻率,就組成了一段簡單的超聲波傳感器代碼,就比如USC14T/R-40MP,可以知道這是封閉式的超聲波傳感器,可以用于水下測距離,它是屬于收發(fā)一體式的封閉式傳感器,直徑14mm,頻率40KHz。所謂精準(zhǔn)就是為系統(tǒng)提供對(duì)口、有效的數(shù)據(jù),也就是不會(huì)誤報(bào)、漏報(bào)等情形。
在預(yù)成型過程中插入經(jīng)修整的碳纖維后, 我們的超聲波傳感器會(huì)檢查機(jī)械抓手是否正確抓持模墊。這樣,它們就能夠確保碳纖維坯料的正確成型??赡苡绊懝怆娛絺?感器的粉塵和污垢對(duì)超聲波傳感器毫無影響。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時(shí)它接收到超聲波時(shí),也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。與電容式傳感器不同,這些堅(jiān)固且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的傳感器完全忽視可能出現(xiàn)的一切靜電放電。
測量范圍大(25 mm至6 m),即使物體間距較大,也依然如此
分辨率高,無盲區(qū),極為
不易受污垢或粉塵等環(huán)境影響