超聲波傳感技術應用在生產(chǎn)實踐的不同方面,而醫(yī)學應用是其主要的應用之一,下面以醫(yī)學為例子說明超聲波傳感技術的應用。超聲波在醫(yī)學上的應用主要是診斷疾病,它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點是:對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的準確率高等。因而推廣容易,受到醫(yī)務工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學原理,我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射。5:細粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時無法被檢出(反射型傳感器)。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質界面時,在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個反射面時,回聲在示波器的屏幕上顯示出來,而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低

超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。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變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時它接收到超聲波時,也能轉變成電能,所以它可以分成發(fā)送器和接受器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器,發(fā)送與接收略有差別,它適用于在空氣中傳播,工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等(其中T表示發(fā)送,R表示接收,40表示頻率為40KHZ,16及12表示其外徑尺寸,以毫米計)。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型)。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近開關用,它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型,透射型用于遙控器,防盜報警器、自動門、接近開關等;分離式反射型用于測距、液位或料位;反射型用于材料探傷、測厚等。由于鋯鈦酸鉛壓電陶瓷在壓電性能與溫度穩(wěn)定性等方面的遠遠優(yōu)于鈦酸鋇壓電陶瓷,因此,它是目前使用最普遍的的一種壓電材料。

檢測范圍
超聲波傳感器的檢測范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長,頻率越小,檢測距離越大,如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6o聲波發(fā)射角,因而更適合準確檢測相對較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12o至15o的傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。此外,我們還有外置探頭型的超聲波傳感器,相應的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。超聲波傳感器可以對集裝箱狀態(tài)進行探測,可以應用于食品加工廠,實現(xiàn)塑料包裝檢測的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種結構更適合檢測安裝空間有限的場合。
注意事項[2]1:為確??煽啃约伴L使用壽命,請勿在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器。
2:由于超聲波傳感器以空氣作為傳輸介質,因此局部溫度不同時,分界處的反射和折射可能會導致誤動作,風吹時檢出距離也會發(fā)生變化。因此,不應在強制通風機之類的設備旁使用傳感器。
3:噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率,因此會影響傳感器且不應在傳感器附近使用。
4:傳感器表面的水滴縮短了檢出距離。
5:細粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時無法被檢出(反射型傳感器)。
6:不能在真空區(qū)或防爆區(qū)使用傳感器。
7:請勿在有蒸汽的區(qū)域使用傳感器;此區(qū)域的大氣不均勻。將會產(chǎn)生溫度梯度,從而導致測量錯誤。