《超声波传感器》ppt课件

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1、2021/10/11次声波声波的分类声波超声波声波是机械波，振动频率为20Hz—20KHz。1、次声波是频率低于20赫兹的声波，人耳听不到，但可与人体器官发生共振，7~8Hz的次声波会引起人的恐怖感，动作不协调，甚至导致心脏停止跳动。概述：超声波传感器2021/10/122.可闻声波：频率20Hz—20KHz。2021/10/133.超声波：频率高于20KHz蝙蝠能发出和听见超声波。蝙蝠依靠超声波捕食2021/10/142、超声波应用举例超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。超声波雾化器超声波加湿器2021/1

2、0/15压电陶瓷或磁致伸缩材料在高电压窄脉冲作用下，可得到较大功率的超声波，可以被聚焦，能用于集成电路及塑料的焊接。超声波塑料焊接机2021/10/16超声波在医学检查中的应用胎儿的B超影像2021/10/17超声波用于高效清洗当弱的声波信号作用于液体中时，会对液体产生一定的负压，即液体体积增加，液体中分子空隙加大，形成许多微小的气泡；而当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，即液体体积被压缩减小，液体中形成的微小气泡被压碎。经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几

3、百度的高温和高达上千个大气压的压力，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是利用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。超声清洗多用于半导体、机械、玻璃、医疗仪器等行业。2021/10/18超声波清洗原理及清洗器（参考湖南省浏阳市医用仪具厂、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料）超声换能器气泡波浪清洗物2021/10/19第一节超声波传感器的结构及工作原理频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本领大，能穿透几米厚的钢板，而能量损失不大。在遇到两种介质的分界面（例如钢板与

4、空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。2021/10/110目前市场销售的超声波传感器有两种形式：专用型、兼用型产品通常标有谐振中心频率：23KHz、40KHz、75KHz、200KHz、400KHz。超声波传感器有发射、接收两部分发射元件—利用压电材料的逆压电效应，将高频电振动转换为机械振动产生超声波。接收元件—利用压电材料正压电效应，将超声波振动转换为电信号。一、超声波的传感器的工作原理2021/10/111利用压电效应的原理制成，是利用了压电的可逆效应即施加40KHz高频电压，压电

5、片根据所加的高频电压极性伸长或缩短，于是发射频率是40KHz的超声波，利用了压电的逆压电效应。经被测物反射后接收器接受，再利用压电材料的压电效应，转换成电荷，经测量转换电路，记录或显示结果。典型外形及符号2021/10/112结构：超声发射器超声接收器发射器的压电片上粘贴了一只锥形共振盘，以提高方向性。接收器在共振盘上安装了阻抗匹配器以滤除噪声，提高效率。二、超声波传感器的结构2021/10/113以空气为传导介质的超声传感器结构a）超声发射器b）超声接收器1—外壳2—金属丝网罩3—锥形共振盘4—压电晶片5—引脚6—阻抗匹配器7—超

6、声波束以空气为传导介质的超声传感器结构2021/10/114超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器的工作原理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种，在检测技术中主要采用压电式。超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、空气传导探头以及其他专用探头等。三、超声波探头2021/10/115（一）以固体为传导介质的超声探头a单晶直探头b双晶直探头c斜探头2021/10/116常用频率范围：0.5~10MHz常见晶片直径：5~30mm1、接触式直探头（纵波垂直入射到被检介质）外壳用金属制作，保

7、护膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止压电晶片磨损。保护膜接插件2021/10/117双晶直探头与单晶直探头的区别是：结构：由两个直探头组合而成，一个晶片是发射超声波，另一个晶片接受超声波，两晶片间有隔离系统，发射和接受互不影响。延迟块可以减少盲区，提高分辨能力。优点：虽然结构比单晶直探头复杂，检测精度高。控制电路简单。2、双晶直探头2021/10/118接触法双晶直探头结构：将两个单晶探头组合装配在同一壳体内，其中一片发射超声波，另一片接收超声波。两晶片之间用一片吸声性能强、绝缘性能好的薄片加以隔离。优点：双晶探头的结构虽然复杂些，但

8、检测精度比单晶直探头高，且超声信号的反射和接收的控制电路较单晶直探头简单。发射晶片接收晶片2021/10/119各种双晶直探头焦距范围：5~40mm,频率范围：2.5~5MHz，钢中折射角：45~702021/10/1203、接触