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2018-6-20 閱讀(427)
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德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(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成回波,，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。德國(guó)威格勒wenglor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。
德國(guó)wenglor超聲波傳感器幾乎不受干擾因素的影響（如外部光,、灰塵,、煙、霧,、蒸汽,、絨毛、含油空氣等）,。它適于識(shí)別透明的較暗物體,、反射 表面、發(fā)光物體,、散裝物料和液體,。借助超聲波傳感器，能夠不考慮材質(zhì),、顏色,、透明度和表面狀況而可靠地識(shí)別和測(cè)量物體。
wenglor的超聲波傳感器具有的用戶友好性和的技術(shù)屬性。
傳感器發(fā)出頻率的脈沖超聲波并通過(guò)物體反射超聲波的時(shí)間確定距離,。若達(dá)到設(shè)定的切換點(diǎn),，輸出端切換。測(cè)量值將輸出為電壓值（0...10 V/4...20 mA）或以數(shù)字形式（ IO-Link）輸出,。
德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器的性能指標(biāo)：
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,。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,。
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
德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器探測(cè)的范圍：
常用的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。
德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器的主要應(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)然更多的德國(guó)威格勒wenglor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,。
德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器可以廣泛應(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,、德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè),。將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,、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,、德國(guó)威格勒wenglor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,、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,。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,。
使用德國(guó)威格勒wenglor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,。德國(guó)威格勒wenglor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)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),，利用德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器測(cè)量出汽車與周圍障礙物之間的距離來(lái)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(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(lái),。
德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器的工作原理：
人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi),，超過(guò)20KHZ稱為超聲波,，低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ,。
超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)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(guò)程中有衰減,。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低,，一般為幾十KHZ,，而在固體,、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快,，而在液體及固體中傳播,，衰減較小，傳播較遠(yuǎn),。利用超聲波的特性,，可做成各種德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器，配上不同的電路,，制成各種超聲測(cè)量?jī)x器及裝置,，并在通迅，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用,。
德國(guó)威格勒wenglor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(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能,，所以它可以分成發(fā)送器或接收器,。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收,。這里僅介紹小型德國(guó)威格勒wenglor超聲波傳感器,，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播,，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ,。這類傳感器適用于測(cè)距、遙控,、防盜等用途,。該種有T/R-40-16，T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送,，R表示接收,，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸,，以毫米計(jì)）,。另有一種密封式超聲波傳感器（MA40EI型）。它的特點(diǎn)是具有防水作用（但不能放入水中）,，可以作料位及接近開關(guān)用,，它的性能較好。超聲波應(yīng)用有三種基本類型,，透射型用于遙控器,，防盜報(bào)警器,、自動(dòng)門、接近開關(guān)等,；分離式反射型用于測(cè)距,、液位或料位；反射型用于材料探傷,、測(cè)厚等,。
由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接收器),、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(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射,；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(jī)械振動(dòng)，將其變換成電能量,，作為傳感器接收器的輸出,，從而對(duì)發(fā)送的超聲波信號(hào)進(jìn)行檢測(cè).而實(shí)際使用中，用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可以用作接收器傳感器社的陶瓷振子,?？刂撇糠种饕獙?duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制,。
