超声波、微波传感器教学文案.ppt

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1、超声波、微波传感器2、超声波的衰减在平面波的情况下，距离声源X处的声压PX和声强IX的衰减规律如下：PX=P0e-αxIX=I0e-2αx3、超声波的波型转换当超声波以某一角度入矩到第二介质（固体）界面时，除有纵波的反射波、折射波以外，还有横波的反射和折射，如图12—15所示。在一定条件下，还能产生表面波。它们符合几何光学中的反射定律。（三）超声波传感器超声波传感器是实现声电转换的装置，又称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器分为发射换能器和接收换能器，其中发射换能器作用是把其它形式的能量转换成超声波的能量；接收换能器的作用是把超声波的能量转换成易于检测的电能量。超声波探头按其结构可分为直

2、探头、斜探头、双探头和液浸探头。超声波传感器按工作原理又可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等图12—16为压电式探头；图12—17为磁致伸缩探头。（四）超声波检测技术的应用2、超声波测液位图示12—19所示为脉冲回波式测量液位的工作原理图。图12—20所示为超声波定点式液位计，1、超声波测厚仪利用超声波检测厚度的方法有共振法、干涉法、脉冲回波法等。图12—18为脉冲回波法检测厚度的原理图。3、超声波探伤图12—21所示为用透射法检测金属材料内部缺陷。图12—22所示的方法对板材进行检测，图12—23所示为脉冲回波式探伤仪原理图。4、超声波测温（1）脉冲传播时间测量法。如图12—24所示。（2）脉

3、冲回呜法如图12—25所示。（3）相位比较测量法图12—26为相位比较法测量原理图。5、声纳声纳（Sonar）是一种水声学仪器。它的声音发射器发出的声波或超声波在水中的传播，当遇到障碍物时发生反射，经声音接收器接收，通过信号处理能测知障碍物的位置和距离。6、超声波测流量（流速）超声波在静止和流动的液体中的传播速度是不同的，进而形成传播时间和相位上的变化，由此可求得液体的流速和流量。图12—28所示为超声波测流体流量的工作原理图。6、超声波测流量（流速）有以下几种方法：（1）时差法测流速（2）相位差法测流速（3）频率差法测流速7、油井超声波成像测试超声电视测井系统是利用一个旋转的超声探头向井壁发

4、射超声脉冲，检测回波的强弱进行调制成像。整个系统包括现场测试设备和室内图像处理设备两大部分。现场测试设备的原理框图如图12—29所示。8、超声波诊断仪（1）振幅（Amplitude）型超声波诊断仪振幅型超声波诊断仪即A超，其原理如图12—30所示，（2）超声波心动图仪。又称为M型超声诊断仪或超声波心动图仪。如图12—31所示，（3）B型超声波诊断仪。B超接收两种信号：一为超声回波的强度信息，二是超声探头的位置信息。超声诊断描述的主要性能参数：①分辨力；②穿透深度；③工作频率；④帧频五、微波传感器（一）微波的基础知识微波对于波长较长的电磁波具有下列特点：（1）空间辐射装置容易制造；（2）遇到各种

5、障碍物易于反射；（3）绕射能力差；（4）传输特性良好，传输过程中受烟、灰尘、强光等影响小；（5）介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强。常用的天线有喇叭形天线、抛物面天线、介质天线与隙缝天线等，如图12—33所示。（二）微波传感器微波传感器可分为反射式与遮断式两种。1、反射式传感器；2、遮断式传感器微波传感器具有如下优点：（1）测量具有非接触性，可以进行活体检测，大部分测量不需要取样。（2）快速，灵敏度高，捕捉信息快，可以进行动态检测和适时处理，进而实现自动控制。（3）能够在高温、高压、有毒、放射性以及恶劣天气等恶劣环境下检测。（4）输出信号不需要变换，便于与计算机接口

6、。（5）输出信号可以方便地调制在载波信号上进行无线发射与接收，从而实现遥测与遥控。微波传感器由微波源MS、转换器T和接收器R组成，如图12—34所示。（三）微波传感器的应用1、微波测厚仪图12—35为微波测厚仪原理图。该测厚仪利用微波在传播过程中遇到金属表面会被反射，且反射波的波长和速度都不变的特性进行测量。2、微波湿度（水分）传感器图12—36示出了一台测量酒精含水量的仪器方框图，3、微波液位计图12—37为微波液位计示意图。4、微波式物位计微波开关式物位计示意图如图12—38所示。5、微波多普勒传感器利用多普勒效应可以探测运动物体的速度、方向与方位。6、微波温度传感器微波频段的辐射计即是一

7、个微波温度传感器。图10—39给出了它的原理图7、微波测距与定位传感器如图12—40所示为一个利用微波传感器MWT的定位机构图10—41为一个基本测距微波传感器MWT的方框图。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢