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超声波传感器结构原理应用

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人气:-发表时间:2020-10-29 17:26【

  超声波传感器是一种使用换能器发送和接收超声波脉冲的仪器,该超声波脉冲可中继有关物体附近的信息,从而超声波可测量到物体的距离。

超声波传感器

  一、超声波传感器的原理超声波传感器是一种利用超声波特性开发的传感器。超声波是一种机械波,其振动频率比声波高。它是由换能器晶片在电压激励下的振动产生的。它具有高频率,短波长,小的衍射现象,尤其是良好的方向性,可以直接入射到射线中。传播等特点。超声波具有很强的穿透液体和固体的能力,特别是在对日光不透明的固体中,它可以穿透数十米的深度。


  超声波撞击杂质或界面会产生明显的反射以形成回声,并撞击运动的物体会产生多普勒效应。因此,超声波检测被广泛应用于工业,国防,生物医学等各个方面。超声波被用作检测方法,并且必须产生和接收超声波。实现此功能的设备是超声传感器,通常将其称为超声换能器或超声探头。


  超声波探头主要由压电晶片组成,可以发射和接收超声波。低功率超声探头主要用于检测。它具有许多不同的结构,可以分为直探头(纵向波),斜探头(横向波),表面波探头(表面波),兰姆波探头(兰姆波),双探头(一个探头反射,一个探头)等等。


  超声波探头的核心是塑料或金属外壳中的压电芯片。构成晶圆的材料有很多种。晶圆的尺寸,例如直径和厚度,也不同,因此每个探针的性能都不同,使用前必须知道其性能。


  超声传感器的主要性能指标包括:


  1,工作频率。工作频率是压电晶片的谐振频率。当施加在其两端的交流电压的频率等于芯片的谐振频率时,输出能量很大,灵敏度也很高。


  2,工作温度。因为压电材料的居里点通常较高,特别是当用于诊断的超声波探头使用低功率时,工作温度较低,并且可以长时间工作而不会出现故障。医用超声探头的温度相对较高,需要单独的制冷设备。


  3.灵敏度。主要取决于制造晶圆本身。机电耦合系数大,灵敏度高;相反,灵敏度低。


  二、超声波传感器的结构超声波传感器主要由以下四个部分组成:发射器:振动器(通常是直径约15毫米的陶瓷产品)产生超声波并辐射到空气中。接收器:当振动器接收到超声波时,它会根据超声波产生相应的机械振动,并将其转换为电能,作为接收器的输出。控制部分:用集成电路控制发射器的超声发射,并确定接收器是否接收到信号(超声波)以及接收到的信号的大小。电源部分:超声波传感器通常使用外部DC电源,其电压为DC12V±10%或24V±10%,内部稳压电路为传感器供电。


  三、超声波传感器的应用超声波距离传感器可广泛应用于物料液位(液位)监控,机器人防撞,各种超声波接近开关以及防盗报警器等相关领域。它工作可靠,易于安装且防水。型号小,发射角度小,灵敏度高,方便与工业显示仪器连接,也提供更大发射角度的探头。传感器是世界上快速发展的行业之一。在各国相关研究,生产和应用部门的共同努力下,传感器技术得到了迅速的发展和进步。但是,就当前的技术水平而言,人们可以使用的特定传感技术仍然非常有限。因此,这是一个蓬勃发展的技术和工业领域,前景无限。


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