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邦納傳感器——超聲波傳感器的工作原理

發布時間:2021-12-10 15:44:26|來源: 邦納/BANNER

人們能聽到聲音是由于物體振蕩發生的,它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內,超越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,有兩種方式:橫向振蕩(橫波)及縱向振蕩(縱波)。在工業中使用首要選用縱向振蕩。超聲波能夠在氣體、液體及固體中傳達,其傳達速度不同。別的,它也有折射和反射現象,并且在傳達進程中有衰減。在空氣中傳達超聲波,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達,衰減較小,傳達較遠。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,制成各種超聲丈量儀器及裝置,并在通訊,醫療家電等各方面得到廣泛使用。

  超聲波傳感器首要資料有壓電晶體(電致彈性)及鎳鐵鋁合金(磁致彈性)兩類。電致彈性的資料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器,它能夠將電能轉變成機械振蕩而發生超聲波,同時它接納到超聲波時,也能轉變成電能,所以它能夠分紅發送器或接納器。有的超聲波傳感器既作發送,也能作接納。這里僅介紹小型超聲波傳感器,發送與接納略有差別,它適用于在空氣中傳達,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(其間T表明發送,R表明接納,40表明頻率為40KHZ,16及12表明其外徑尺度,以毫米計)。還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),能夠作料位及挨近開關用,它的功能較好。超聲波使用有三種基本類型,透射型用于遙控器,防盜報警器、自動門、挨近開關等;分離式反射型用于測距、液位或料位;反射型用于資料探傷、測厚等。

  由發送傳感器(或稱波發送器)、接納傳感器(或稱波接納器)、操控部分與電源部分組成。發送器傳感器由發送器與使用直徑為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蕩能量轉換成超能量并向空中輻射;而接納傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接納波發生機械振蕩,將其變換成電能量,作為傳感器接納器的輸出,從而對發送的超聲波信號進行檢測.而實際使用中,用作發送傳感器的陶瓷振子也能夠用作接納器傳感器社的陶瓷振子。操控部分首要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀少調制和計數及勘探間隔等進行操控。
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