【科普向】什么是超聲波傳感器？

??? ? ?人類能聽到的聲音是由振動產(chǎn)生的，頻率在20Hz 20kHz范圍內(nèi)，稱為可聞聲波。低于20Hz的機械振動人耳不可聞，稱為次聲波；高于20kHz的機械振動稱為超聲波，常用的超聲波頻率為幾十kHz至幾十MHz。

　　超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）和縱向振蕩（縱波）。工業(yè)中的應用常采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，但傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波頻率較低，一般為幾十kHz，但衰減較快；在固體、液體中傳播頻率較高，但衰減較小，傳播較遠。超聲波已經(jīng)滲透到我們生活中的許多領域，例如B超、遙控、防盜、無損探傷，等等。

超聲波傳感器的原理

　　超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，由發(fā)送傳感器、接收傳感器、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器的作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射；接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接收器的輸出，從而對發(fā)送的超聲波進行檢測。實際使用中，用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可用作接收器傳感器上的陶瓷振子。控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比、稀疏調(diào)制和計數(shù)及探測距離等進行控制。

超聲波傳感器的應用

　　超聲波傳感器應用在許多方面，醫(yī)學應用是其主要的應用之一。超聲波在醫(yī)學上的應用主要是診斷疾病。超聲波診斷是利用超聲波的反射原理，當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個反射面時，回聲在示波器的屏幕上顯示出來，而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲振幅的高低。
　　在工業(yè)方面，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷、超聲波測厚和測量液位等。超聲波探測既可檢測材料表面的缺陷，又可檢測材料內(nèi)部幾米深的缺陷。

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