作者李林指导老师俞熹

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1、超声波测距有关特性研究作者：李林指导老师：俞熹※摘要※超声波具有无噪音，方向性好，穿透力强，易于获得集中的声能，在水中的传播距离远等特点。因其拥有此类特殊性质，超声波在测距领域上的应用在对于改善人们的生活质量方面有着很大的提升空间。选此课题做为论文，是为了给开发更实用，更方便，更人性化的超声波产品提供实验数据和理论依据。本文主耍研究检验了超声波在传递过程中所遇的各种状况和因素对其产生的具体影响，进而试着对制作更精密的超声波仪器提出初步的建设性意见。关键词：超声波；压电效应；共振；单片机；集成电路。Keywords：Ultraso

2、nicWave;PiezoelectricEffect;Resonance;Singlechip;IntegratedCircuit.※目录※弓

3、言3第一章超声波的基本概况41.1什么是超声波41.2超声波的特点41.3超声波的产生41.4超声波技术的发展5第二章超声波特性实验52.1超声波实验仪器52.2超声波在空气中的短距离传播62.超声波对各种物质的穿透性2.4超声波的发射112.5各种外界因素的干扰程度12第三章超声波测距仪143.1超声波测距原理143.2仪器硬件及电路图153.3测距仪电路板17结论19注释20参考文

4、献21超声波已广泛用于实际，超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性,而且能透过不透明物质，这一特性己被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHZo当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHZ则称为超声波声波。

5、超声波具有如下特性：1）超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。2）超声波可传递很强的能量。3）超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。4）超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。超声波是声波大家族中的一员。声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。在全球，超声波广泛运用于诊断学

6、、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。（-）工程学方面的应用（二）生物学方面的应用（三）诊断学方面的应用（四）治疗学方面的应用水下定位与通讯、地下资源勘查等剪切大分子、生物工程及处理种子等A型、B型、M型、D型、双功及彩超等理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等本论文R的就是在超声波技术和应用不断发展的大趋势下，对于超声波的发展史和基础屈性及理论做进一步的探讨而得到更具体而金面的认识以作为创新的基础，用多方位的实验现象和所得数据来证实和验证理论上的特性，得出超声波在具体状况中的传播特性，最后

7、以超声波测距仪为例子说明现有的超声波实用仪器的具体情况，最终将其于所得实验数据和分析结果相结合而对超声波的前景提岀有根据而建设性的展望和建议。第一章超声波的基本概况1.1什么是超声波超声波这个词是基于人类听觉所能辨认的频率上限而发明出来的。物体振动时会发岀声音。每秒钟振动的次数就是声音的频率，它的单位是赫兹。1秒中内震动一次就是1赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20〜20,000赫兹。当声波的振动频率人于20000赫兹或小于20赫兹时，人类便听不见了。因此，我们就把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。1-2超声波的特

8、点超声波在传播吋，方向性强，能量易于集中。超声波能在各种不同媒质屮传播，且可传播足够远的距离。超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应。（治疗）超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超（1）等用作诊断）；超声波同吋又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。超声波比起电磁波，因为速度小很多，其测距时的盲区（2）也很小，很适合用于短距离测距，而且误差较小。1.3超声波

9、的产生从超声波的概念可以得知，只要是20000赫兹以上频率的声波就是超声波。自然界里有些动物可以直接发出超声波，如众所周知的蝙蝠就是仿牛学（3）关于超声波研究的典型生物。但是人类的声带没法发出如此高频率的声咅，就算发出了也没法用耳朵來辨认。所以，要是想好好利用超