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     德國ACS超聲波傳感器的機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高

ACS超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其它能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器,。超聲波是振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波,。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。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回波,，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng),。ACS超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防,、生物醫(yī)學(xué)等方面,。

常用的ACS超聲波傳感器由壓電晶片組成，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)探頭發(fā)射、一個(gè)探頭接收）等,。

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。晶片的大小,，如直徑和厚度也各不相同,，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能,。ACS超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：

工作頻率

工作頻率就是壓電晶片的共振頻率,。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大,，靈敏度也最高,。

工作溫度

由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小,，所以工作溫度比較低,，可以長時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高,，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備,。

靈敏度

主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高,；反之,，靈敏度低。

指向性

ACS超聲波傳感器探測的范圍

超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面,，而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一,，下面以醫(yī)學(xué)為例子說明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病,，它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學(xué)中的診斷方法,。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是：對受檢者無痛苦、無損害,、方法簡便,、顯像清晰、診斷的準(zhǔn)確率高等,。因而推廣容易,，受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學(xué)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(gè)方法是利用超聲波的反射,。當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí),，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí),，回聲在示波器的屏幕上顯示出來,，而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。

在工業(yè)方面,，超聲波的典型應(yīng)用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種,。過去，許多技術(shù)因?yàn)闊o法探測到物體組織內(nèi)部而受到阻礙,，超聲波傳感技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況,。當(dāng)然更多的ACS超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上，“悄無聲息”地探測人們所需要的信號(hào),。在未來的應(yīng)用中,，超聲波將與信息技術(shù)、新材料技術(shù)結(jié)合起來,，將出現(xiàn)更多的智能化,、高靈敏度的ACS超聲波傳感器。

超聲波距離傳感器技術(shù)應(yīng)用

超聲波對液體,、固體的穿透本領(lǐng)很大,，尤其是在不透明的固體中，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)生多普勒效應(yīng),。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防,、生物醫(yī)學(xué)等方面,。

超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位（液位）監(jiān)測，機(jī)器人防撞,，各種超聲波接近開關(guān),，以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域，工作可靠,，安裝方便,， 防水型，發(fā)射夾角較小,，靈敏度高,，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭,。

具體應(yīng)用

一,、ACS超聲波傳感器可以對集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測。將ACS超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部,，向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí),，就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài)，如滿,、空或半滿等,。

二、ACS超聲波傳感器可用于檢測透明物體,、液體,、任何表粗糙、光滑,、光的密致材料和不規(guī)則物體,。但不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐以及泡沫物體,。

三,、ACS超聲波傳感器可以應(yīng)用于食品加工廠，實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測的閉環(huán)控制系統(tǒng),。配合新的技術(shù)可在潮濕環(huán)如洗瓶機(jī),、噪音環(huán)境、溫度極劇烈變化環(huán)境等進(jìn)行探測,。 [1] 

四,、ACS超聲波傳感器可用于探測液位,、探測透明物體和材料，控制張力以及測量距離,，主要為包裝,、制瓶、物料搬檢驗(yàn)煤的設(shè)備運(yùn),、塑料加工以及汽車行業(yè)等,。ACS超聲波傳感器可用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測缺陷,、確定有無以及其它方面,。

使用ACS超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯(cuò)踏板

日產(chǎn)汽車開發(fā)出了防止在要踩剎車時(shí)誤踩成油門而使車輛加速的功能，使用攝像頭和ACS超聲波傳感器推斷出“要在停車場上停車”的情況時(shí),，如果駕駛員踩成了油門就會(huì)強(qiáng)制剎車,。該技術(shù)預(yù)定在2～3年內(nèi)實(shí)用化。ACS超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車場停車時(shí)踩錯(cuò)剎車和油門造成事故而開發(fā)的,。

該技術(shù)是使用在車輛前后左右各配備一個(gè)的四個(gè)攝像頭和前保險(xiǎn)杠,、后保險(xiǎn)杠各配備四個(gè)共八個(gè)ACS超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的。4個(gè)攝像頭沿用顯示車輛周圍俯瞰影像的“環(huán)視顯示器”的攝像頭,。利用攝像頭識(shí)別出白線等以推斷汽車位于停車場,，利用ACS超聲波傳感器測量出汽車與周圍障礙物之間的距離來確定剎車時(shí)機(jī)。

防止因踩錯(cuò)剎車和油門而造成事故分兩步實(shí)施,。當(dāng)駕駛員在停車場想停車時(shí),，如果踩成了油門，則首先將車速減至蠕滑速度,，用儀表板的圖標(biāo)來提示危險(xiǎn)，并響起警報(bào)聲,。如果駕駛員仍繼續(xù)踩油門而即將撞上墻壁等物體時(shí),，則強(qiáng)制剎車。剎車時(shí)機(jī)為保證汽車在與障礙物相距20～30cm左右時(shí)可以停下來,。

若對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,，則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長與縮短，于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,，其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制),，并傳給波接收器。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理,，即在壓電元件上施加壓力,，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，則產(chǎn)生一面為“+ ”極,，另一面為“-”極的40KHz正弦電壓,。因該高頻電壓幅值較小，故必須進(jìn)行放大。 ACS超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車,，其原理是利用探測倒車路徑上或附近存在的任何障礙物,，并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽覺和視覺警告,，其警告表示是探測到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向,。這樣，在狹窄的地方不管是泊車還是開車,，借助倒車障礙報(bào)警檢測系統(tǒng),，駕駛員心理壓力就會(huì)減少，并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作,。