人們能聽到聲音是由于物體振動產生的,，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內,，超過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中的機械振蕩,，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象,，并且在傳播過程中有衰減。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。利用超聲波的特性,，可做成各種超聲傳感器,，配上不同的電路，制成各種超聲測量儀器及裝置,，并在通訊,，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應用。

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)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D變成機械振蕩而產生超聲波,，同時它接收到超聲波時,，也能轉變成電能，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),。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型),。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中)，可以作料位及接近開關用,，它的性能較好,。超聲波應用有三種基本類型，透射型用于遙控器,，防盜報警器,、自動門、接近開關等;分離式反射型用于測距,、液位或料位;反射型用于材料探傷,、測厚等。

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能量轉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,，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量,，作為傳感器接收器的輸出,，從而對發(fā)送的超聲波信號進行檢測.而實際使用中，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Πl(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。

若對發(fā)送傳感器內諧振頻率為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的原理，即在壓電元件上施加壓力,，使壓電元件發(fā)生應變,，則產生一面為"+ "極，另一面為"-"極的40KHz正弦電壓,。因該高頻電壓幅值較小,，故必須進行放大。 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,，并及時發(fā)出警告。所設計的檢測系統(tǒng)可以同時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,，借助倒車障礙報警檢測系統(tǒng),，駕駛員心理壓力就會減少，并可以游刃有余地采取必要的動作,。

超聲波傳感器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測,。超聲波傳感器對透明或有色物體，金屬或非金屬物體,，固體,、液體、粉狀物質均能檢測,。其檢測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。

檢測模式

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

還有部分超聲波傳感器采用對射式的檢測模式,。一套對射式超聲波傳感器包括一個發(fā)射器和一個接收器,，兩者之間持續(xù)保持"收聽"。位于接收器和發(fā)射器之間的被檢測物將會阻斷接收器接收發(fā)射的聲波,，從而傳感器將產生開關信號,。

檢測范圍

超聲波傳感器的檢測范圍取決于其使用的波長和頻率,。波長越長，頻率越小,，檢測距離越大,，如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發(fā)射角,，因而更適合精確檢測相對較小的物體,。另一些聲波發(fā)射角在12º至15º的傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。此外,，我們還有外置探頭型的超聲波傳感器,，相應的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內。這種結構更適合檢測安裝空間有限的場合,。