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QQ交談德國(guó)SICK施克超聲波傳感器對(duì)液體,、固體的穿透本領(lǐng)很大
最近更新時(shí)間：2023-10-31
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德國(guó)SICK施克超聲波傳感器對(duì)液體,、固體的穿透本領(lǐng)很大
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(zhǎng)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(yáng)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),。SICK超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè),、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面,。
常用的SICK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(cè)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。SICK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(zhǎng)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
超聲波傳感器探測(cè)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(duì)受檢者無(wú)痛苦,、無(wú)損害、方法簡(jiǎn)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(duì)金屬的無(wú)損探傷和超聲波測(cè)厚兩種。過去,，許多技術(shù)因?yàn)闊o(wú)法探測(cè)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SICK超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上,，“悄無(wú)聲息"地探測(cè)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SICK超聲波傳感器,。
超聲波距離傳感器技術(shù)應(yīng)用
超聲波對(duì)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(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè),、國(guó)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(cè),，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,、SICK超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè),。將SICK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,、SICK超聲波傳感器可用于檢測(cè)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,、SICK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(cè)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(cè)。
四,、SICK超聲波傳感器可用于探測(cè)液位,、探測(cè)透明物體和材料,，控制張力以及測(cè)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,。SICK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(cè)缺陷、確定有無(wú)以及其它方面,。
使用SICK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SICK超聲波傳感器推斷出“要在停車場(chǎng)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,。SICK超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車場(chǎng)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)SICK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(chǎng),，利用SICK超聲波傳感器測(cè)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(chǎng)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(duì)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(zhǎng)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,。 SICK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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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,。