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美國(guó)邦納超聲波傳感器工作原理

閱讀：419 發(fā)布時(shí)間：2019-11-26

美國(guó)邦納超聲波傳感器工作原理：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,。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,、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,、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,。

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(kāi)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(mén),、接近開(kāi)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)行控制的。

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