我司在德國(guó),、美國(guó)都有自己的公司,，專(zhuān)業(yè)從事進(jìn)口貿(mào)易行業(yè)，所以我司的技術(shù)人員為都會(huì)輪流到國(guó)外廠家學(xué)習(xí)技術(shù),。

     德國(guó)P+F倍加福超聲波傳感器的相關(guān)應(yīng)用與技術(shù)支持

P+F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),。P+F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P+F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,。P+F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),，輸出的能量大,，靈敏度也高。

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

P+F超聲波傳感器探測(cè)的范圍

主要應(yīng)用

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(shuō)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(lái)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(lái)，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(guò)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P+F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(lái)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(lái),，將出現(xiàn)更多的智能化、高靈敏度的P+F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(kāi)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、P+F超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè),。將P+F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,、P+F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、P+F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),。 [1] 

四、P+F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(chē)行業(yè)等,。P+F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P+F超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯(cuò)踏板

日產(chǎn)汽車(chē)開(kāi)發(fā)出了防止在要踩剎車(chē)時(shí)誤踩成油門(mén)而使車(chē)輛加速的功能,，使用攝像頭和P+F超聲波傳感器推斷出“要在停車(chē)場(chǎng)上停車(chē)”的情況時(shí)，如果駕駛員踩成了油門(mén)就會(huì)強(qiáng)制剎車(chē)。該技術(shù)預(yù)定在2～3年內(nèi)實(shí)用化,。P+F超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車(chē)場(chǎng)停車(chē)時(shí)踩錯(cuò)剎車(chē)和油門(mén)造成事故而開(kāi)發(fā)的,。

該技術(shù)是使用在車(chē)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)P+F超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的,。4個(gè)攝像頭沿用顯示車(chē)輛周?chē)╊跋竦?ldquo;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(chē)位于停車(chē)場(chǎng)，利用P+F超聲波傳感器測(cè)量出汽車(chē)與周?chē)系K物之間的距離來(lái)確定剎車(chē)時(shí)機(jī),。

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

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,。 P+F超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車(chē)，其原理是利用探測(cè)倒車(chē)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(tīng)覺(jué)和視覺(jué)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(chē)還是開(kāi)車(chē)，借助倒車(chē)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。

P+F超聲波傳感器利用聲波介質(zhì)對(duì)被檢測(cè)物進(jìn)行非接觸式無(wú)磨損的檢測(cè)。P+F超聲波傳感器對(duì)透明或有色物體,，金屬或非金屬物體,，固體、液體,、粉狀物質(zhì)均能檢測(cè),。其檢測(cè)性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響，包括煙塵環(huán)境和雨天,。

檢測(cè)模式

P+F超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測(cè)模式,。位于傳感器前面的被檢測(cè)物通過(guò)將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測(cè)到被測(cè)物,。

還有部分P+F超聲波傳感器采用對(duì)射式的檢測(cè)模式,。一套對(duì)射式P+F超聲波傳感器包括一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器，兩者之間持續(xù)保持“收聽(tīng)”,。位于接收器和發(fā)射器之間的被檢測(cè)物將會(huì)阻斷接收器接收發(fā)射的聲波,，從而傳感器將產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。

檢測(cè)范圍

P+F超聲波傳感器的檢測(cè)范圍取決于其使用的波長(zhǎng)和頻率,。波長(zhǎng)越長(zhǎng),，頻率越小，檢測(cè)距離越大,，如具有毫米級(jí)波長(zhǎng)的緊湊型傳感器的檢測(cè)范圍為300~500mm波長(zhǎng)大于5mm的傳感器檢測(cè)范圍可達(dá)8m,。一些傳感器具有較窄的6?聲波發(fā)射角，因而更適合精確檢測(cè)相對(duì)較小的物體,。另一些聲波發(fā)射角在12?至15?的傳感器能夠檢測(cè)具有較大傾角的物體,。此外，我們還有外置探頭型的P+F超聲波傳感器,，相應(yīng)的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi),。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測(cè)安裝空間有限的場(chǎng)合。

調(diào)節(jié)

幾乎所有的P+F超聲波傳感器都能對(duì)開(kāi)關(guān)輸出的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)或是測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié),。在設(shè)定范圍外的物體可以被檢測(cè)到,，但是不會(huì)觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變。一些傳感器具有不同的調(diào)節(jié)參數(shù),，如傳感器的響應(yīng)時(shí)間,、回波損失性能，以及傳感器與泵設(shè)備連接使用時(shí)對(duì)工作方向的設(shè)定調(diào)節(jié)等,。

重復(fù)精度

波長(zhǎng)等因素會(huì)影響P+F超聲波傳感器的精度,，其中最主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度，因而許多P+F超聲波傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦?。該特性能使模擬量輸出型的P+F超聲波傳感器在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)獲得高達(dá)0.6mm的重復(fù)精度,。

輸出功能

所有系列的P+F超聲波傳感器都有開(kāi)關(guān)量輸出型產(chǎn)品。一些產(chǎn)品還有2路開(kāi)關(guān)量輸出（如最小和最大液位控制）。大多數(shù)產(chǎn)品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產(chǎn)品,。

噪聲抑制

金屬敲擊聲,、轟鳴聲等噪聲不會(huì)影響P+F超聲波傳感器的參數(shù)賦值，這主要是由于頻率范圍的優(yōu)選和已獲的噪聲抑制電路,。

同步功能

P+F超聲波傳感器的同步功能可防干擾,。他們通過(guò)將各自的同步線進(jìn)行簡(jiǎn)單的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)同步功能。它們同時(shí)發(fā)射聲波脈沖,，象單個(gè)傳感器一樣工作,，同時(shí)具有擴(kuò)展的檢測(cè)角度。

交替工作

P+F超聲波傳感器 超長(zhǎng)掃描型

以交替方式工作的P+F超聲波傳感器彼此間是相互獨(dú)立的,，不會(huì)相互影響,。以交替方式工作的傳感器越多，響應(yīng)的開(kāi)關(guān)頻率越低,。

檢測(cè)條件

P+F超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質(zhì)中工作,。這種傳感器也能在其它氣體介質(zhì)中工作，但需要進(jìn)行靈敏度的調(diào)節(jié),。

盲區(qū)

直接反射式P+F超聲波傳感器不能可靠檢測(cè)位于超聲波換能器前段的部分物體,。由此，超聲波換能器與檢測(cè)范圍起點(diǎn)之間的區(qū)域被稱(chēng)為盲區(qū),。傳感器在這個(gè)區(qū)域內(nèi)必須保持不被阻擋,。

溫濕度

空氣溫度與濕度會(huì)影響聲波的行程時(shí)間?？諝鉁囟让可仙?0?C，檢測(cè)距離至多增加3.5%,。在相對(duì)干燥的空氣條件下,，濕度的增加將導(dǎo)致聲速最多增加2%。

空氣壓力

常規(guī)情況下大氣變化±5%（選一固定參考點(diǎn)）將導(dǎo)致檢測(cè)范圍變化±0.6%,。大多數(shù)情況下,，傳感器在5Bar壓力下使用沒(méi)有問(wèn)題。

氣流

氣流的變化將會(huì)影響聲速,。然而由最高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的,。在產(chǎn)生空氣渦流比較普遍的條件下，例如對(duì)于灼熱的金屬而言,，建議不要采用P+F超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè),，因?yàn)閷?duì)失真變形的聲波的回聲進(jìn)行計(jì)算是非常困難的。

標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物

采用正方形聲反射板用于額定開(kāi)關(guān)距離sn的標(biāo)定,。

1mm的厚度

垂直性：與聲束軸線垂直,。

防護(hù)等級(jí)

外殼可防固體顆粒和防水。

IP65：*防塵；防水柱的侵入,。

IP67：*防塵,；在恒溫下浸入水下1m深處并放置30分鐘，能夠有效防護(hù),。

IP69K：基于EN60529的符合DIN40050-9

泵功能

可施行雙位置控制,，例如一個(gè)液位控制系統(tǒng)的泵入泵出功能。當(dāng)一個(gè)被測(cè)物遠(yuǎn)離傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍的遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí),，輸出動(dòng)作,。當(dāng)被測(cè)物靠近傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍設(shè)定的近點(diǎn)時(shí)，輸出相反的動(dòng)作,。