超声波传感器ppt课件.ppt

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1、10.1超声波及其物理性质10.2超声波传感器10.3应用传感器原理及应用第10章超声波传感器10.1超声波及其物理性质波动:振动在弹性介质内的传播。声波:频率在16-2×104Hz之间,能为人耳所闻的机械波.次声波:低于16Hz的机械波.超声波:高于2×104Hz的机械波。传感器原理及应用第10章超声波传感器传感器原理及应用第10章超声波传感器1.次声波次声波是频率低于16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。2.可闻声波美妙的音乐可使人陶醉。3.超声波蝙蝠

2、能发出和听见超声波。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。超声波塑料焊接机超声波金丝焊接机超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，类似于光波。便携式超声波探鱼器超声波在医学检查中的应用胎儿的B超影像超声波清洗器超声换能器气泡波浪清洗物超声波物理基础频率高于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（例如钢板与空气的交界面）时，能产生明显的

3、反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。10.1.1波形及其转换有:①纵波——质点振动方向与波的传播方向一致的波;②横波——质点振动方向垂直于传播方向的波;③表面波——质点的振动介于横波与纵波之间，沿着表面传播的波。传感器原理及应用第10章超声波传感器纵波横波表面波横波只能在固体中传播，纵波能在固体、液体和气体中传播,表面波随深度增加衰减很快。传感器原理及应用第10章超声波传感器10.1.2反射和折射声波从一种介质传播到另一种介质,在两个介质的分界面上一部分声波被反射;另一部分透射过界面,在另一种介质内部继续传播_折射

4、。传感器原理及应用第10章超声波传感器传感器原理及应用第10章超声波传感器当波在界面上产生反射时,入射角α的正弦与反射角α′的正弦之比等于波速之比。传感器原理及应用第10章超声波传感器波在界面处产生折射时,入射角α的正弦与折射角的正弦之比,等于入射波在第一介质中的波速C1与折射波在第二介质中的波速C2之比,即传感器原理及应用第10章超声波传感器10.1.3超声波的衰减声波在介质中传播时,随着传播距离的增加,能量逐渐衰减,其声压和声强的衰减规律为Px=P0e-αxIx=I0e-2αx能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收,传感器原理

5、及应用第10章超声波传感器传感器原理及应用第10章波与射线传感器目前市场销售的超声波传感器有两种形式：专用型、兼用型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。10.1超声波传感器10.1.2超声波传感器传感器原理及应用第10章波与射线传感器不同超声波传感器工作方式超声波传感器使用时的两种形式：反射式（TX）直射式（RX）10.1超声波传感器

6、10.1.2超声波传感器c)反射式ＲＸＴＸＴＸＲＸa）兼用型ＴＸＲＸ专用型b)直射式传感器原理及应用第10章波与射线传感器各种超声波传感器产品超声波传感器结构10.1超声波传感器10.1.2超声波传感器10.2超声波传感器超声波换能器、探测器或传感器超声波探头可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等.传感器原理及应用第10章超声波传感器各种超声波探头常用频率范围：0.5~10MHz，常见晶片直径：5~30mm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。保护膜接插件接触式直探头原理超声脉

7、冲电压输入端接地端接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）压电晶片粘贴在与底面成一定角度（如30、45等）的有机玻璃斜楔块上，当斜楔块与不同材料的被测介质（试件）接触时，超声波将产生一定角度的折射，倾斜入射到试件中去，可产生多次反射，而传播到较远处去。底部耐磨材料接插件各种接触式斜探头常用频率范围：1-5MHz接触法双晶直探头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。双晶探头的结构虽然复杂些，但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

8、直探头简单。发射晶片接收晶片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接触法双晶斜探头（续）水浸探头