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超聲波是物體機械振動狀態(tài)的傳播形式。超聲波是指振動頻率大于20000Hz以上的聲波,其每秒的振動次數(shù)很高,超出了人耳聽覺的上限,人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱向振蕩(縱波)。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現(xiàn)象,并且在傳播過程中有衰減。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律,與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。超聲波傳感器有發(fā)送器和接shou器,但一個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超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。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。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。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。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?,它可以將電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接shou器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射;超聲波傳感器在測量液位的應(yīng)用超聲波測量液位的基本原理是:由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號,在氣體中傳播,遇到空氣與液體的界面后被反射,接收到回波信號后計算其超聲波往返的傳播時間,即可換算出距離或液位高度。而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產(chǎn)生機械振動,將其變換成電能量,作為傳感器接手器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進行檢測??刂撇糠种饕獙Πl(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計數(shù)及探測距離等進行控制。
傳感器工作原理介紹
在當(dāng)前的空氣凈化領(lǐng)域,空氣質(zhì)量傳感器幾乎已經(jīng)成為凈化設(shè)備的標(biāo)配附件,其作用是對空氣中的PM2.5等顆粒物濃度進行監(jiān)測,工作原理如下:
在傳感器內(nèi)部設(shè)有恒定光源(如紅外發(fā)光二極管),空氣通過光線時,其中的顆粒物會對其進行散射,造成光強的衰減。其相對衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。
在與光源對角的另一側(cè)設(shè)有光線探ce器(如光電晶體管),它能夠探測到被顆粒物反射的光線,并根據(jù)反射光強度輸出PWM信號(脈寬調(diào)制信號),從而判斷顆粒物的濃度。對于不同粒徑的顆粒物(如PM10和PM2.5),其能夠輸出多個不同的信號加以區(qū)分。而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產(chǎn)生機械振動,將其變換成電能量,作為傳感器接手器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進行檢測。
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檢查機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超聲波傳感器毫無影響。與電容式傳感器不同,這些堅固且應(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。業(yè)內(nèi)專家表示,沒有傳感器,智能工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)將會是無稽之談,智能制造等實體經(jīng)濟也是泡沫般存在。
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