Question

超声波传感器的应用原理

Answer 1

　　超声波传感器原理是怎样的呢?请看下面详细分析。

　　超声波传感器采用了一种特殊的声波传送器，实现了声波的交替发射和接收。传送器发射出的超声波被物体反射，然后由传送器再次接收。声波发射后，超声波传感器将切换到接收模式。发射和接收之间所经过的时间与物体与传感器之间的距离成正比。

　　要搞清楚超声波传感器原理先要来了解一下下面7点

　　1、数字输出

　　感应必须在检测区域内才能发生。可以利用传感器的电位计或电子自学习功能(自学习按钮或外部自学习)调节所需要的感应范围。如果在设定的区域内探测到物体，输出状态将发生变化，并通过集成LED实现可视化显示。

　　2、目标物探测

　　声波在硬表面上的反射效果最佳。目标物可能是固体、液体、颗粒或粉末。一般来说，超声波传感器主要用于那些光学探测原理欠缺可靠性的物体检测领域。

　　3、标准目标物

　　标准目标物定义为下述尺寸的正方形扁平物体：

　　15 x 15 mm (Sde最长250 mm)

　　30 x 30 mm (Sde最长1000 mm)

　　100 x 100 mm (Sde > 1000 mm

　　目标物在垂直于传感器轴的方向安装。

　　4、尺寸

　　为确保可靠的物体检测，反射信号必须足够大。信号强度取决于物体的大小。使用标准物体，可实现完全检测距离Sd。

　　5、表面

　　吸音材料的检测将使最大感应距离降低。当物体的最大粗糙度不超过0.2mm时，可以获得最大的感应距离。 典型的吸音材料包括：

　　泡沫橡胶

　　棉/毛/布/毡

　　多孔材料

　　6、声波锥体纵面图

　　表中所示声波锥体纵面图表示超声波传感器的有效感应区域。图形所示是短距离旁波瓣，拓宽了传感器的近距离扩散角。由于吸音和空气扩散原因，旁波瓣在长距离处减小。大小、形状、表面特性和目标物检测方向对于超声波传感器的侧面检测区域具有非常大的影响。整个产品系列采用相同的声波锥体纵面图，例如感应范围相同的所有相关传感器均采用典型的100-1000
mm纵面图，包括数字量和模拟量输出。

　　7、测量方法

　　使用标准钢制正方形目标物来确定典型声波锥体纵面图的形状。

　　15 x 15 mm (Sde最长250 mm)

　　30 x 30 mm (Sde最长1000 mm)

　　100 x 100 mm (Sde > 1000 mm)

　　目标物与传感器的参考轴垂直，在不同距离处，均从侧面接近。然后，用一根线连接测量点画出声波锥体纵面图。在探测圆形或其他形状的物体时，锥体形状可能会发生变化。

　　参考资料：工控网-超声波传感器原理

Answer 2

　　在现实生活中，我们不难发现超声波传感器的应用身影。随着科技水平的高速发展，超声波传感器的使用范围也愈来愈广泛。在人类发展史上，超声波传感器的应用无处不在，只要人类可以想象到的地方，它都能涉足一脚。杂交水稻的发现，原子核和氢弹的发现，大大缩短了我国和其他先进国家的距离，为我国的经济注入了活力。超声波传感器应用如此广泛，你真正知道它的原理和应用范围吗?本文小编将为你一一解答这些疑问，来看看吧。

　　

　　超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

　　

　　超声波探鱼器： 超声波测量技术其原理很简单，说得高档点的名称叫“多普拉效应”，山村孩童便叫“回音”，就如在一山谷叫一声“你好吗”，不一会听见好像有人学你的说话一样“你...好...吗...”。人们正由此点，开发出超声波测量技术。像自然界中，以蝙蝠都可算为代表了，在蝙蝠洞里既要觅食，又要用声波测距，而要在洞内用超声波测距是一件很困难的事情，很先进的科技产品也做不到。

　　

　　在医学检测上的应用：B超用于检测液位的超声波传感器：

　　●声波漫反射式接近传感器用于检测液位

　　●声波反射式设计用于检测远处的目标

　　●声波接近传感器可有模拟量输出,可适用于精确的连续控制.

　　●模拟量输出信号和被测物距离的线性斜率可调,满足各种控制要求.

　　●声波接近传感器可有两个开关点设置,并可通过按钮方便的设置.

　　●方形和原柱形设计满足不同的现场安装要求.

　　超声波传感器在质检方面的应用——超声波探伤仪， 超声波探伤仪主要应用于金属工件内部的质量检测，如检测金属是否有气泡，焊接部位是否有未焊透等缺陷等。现以超声波电子束焊缝检测系统为例来说明超声波探伤仪的应用

　　

　　超声波传感器在各国无不受到各界人士的喜爱。对于高科技这个词，我们并不陌生，电脑，手机等的使用，已使我国进入了科技时代。超声波探鱼器可以让人们探索到地下何处有水源，水中何处鱼群较多;B超中的超声波探测器可以让妈妈们看到腹中的孩子;除此之外，超声波传感器还可以用于医疗等机构，可以化疗癌症等疾病。通过上文的介绍，相信小编们已经对超声波传感器有了详细的认识吧!

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