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超聲波傳感器是使用換能器發(fā)送和接收超聲波脈沖，該超聲波脈沖中繼有關(guān)物體接近度的信息從而使的超聲波測量到物體的距離的儀器。
一、超聲波傳感器原理
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(cháng)短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線(xiàn)而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱(chēng)為超聲換能器，或者超聲探頭。
超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。
超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標，包括；
1、工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量大，靈敏度也zu高。
2、工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(cháng)時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。
3、靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高；反之，靈敏度低。
二、超聲波傳感器結構
超聲波傳感器主要由如下四個(gè)部分構成：
發(fā)送器：通過(guò)振子（一般為陶瓷制品，直徑約為15 mm）振動(dòng)產(chǎn)生超聲波并向空中幅射。
接收器：振子接收到超聲波時(shí)，根據超聲波發(fā)生相應的機械振動(dòng)，并將其轉換為電能量，作為接收器的輸出。
控制部分：通過(guò)用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送，并判斷接收器是否接收到信號（超聲波），以及已接收信號的大小。
電源部分：超聲波傳感器通常采用電壓為DC12V ± 10 % 或 24V ± 10 %外部直流電源供電，經(jīng)內部穩壓電路供給傳感器工作。
三、超聲波傳感器應用
超聲波距離傳感器可以廣泛應用在物位（液位）監測，機器人防撞，各種超聲波接近開(kāi)關(guān)，以及防盜報警等相關(guān)領(lǐng)域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發(fā)射夾角較小，靈敏度高，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭。
1、超聲波測距儀：建恒儀表超高能聲波測距技術(shù)JH-UHZ系列產(chǎn)品使超聲波測距技術(shù)有了重大的突破，它不僅拓寬了超聲波測距技術(shù)的應用場(chǎng)合（適用極惡劣工的工作環(huán)境），而且使用智能調節技術(shù)，大大提高了超聲波產(chǎn)品的可靠性及性能指標，讓用戶(hù)使用無(wú)后顧之憂(yōu) 。
的回波處理技術(shù)，5－50KHZ的超高強發(fā)波頻率使建恒物位計大量程可達到120米，適用介質(zhì)溫度為–20℃— +175℃。智能的全自動(dòng)調節發(fā)波頻率，自動(dòng)的溫差補償功能使其工作更加穩定可靠。JH-UHZ系列產(chǎn)品還擁有靈活多變的工作方式（供電電源可為12VDC、24VDC、110VAC、220VAC;二/三/四線(xiàn)制同一儀表中可隨意組合。它還擁有先進(jìn)的遠程GSM、CDMA、互聯(lián)網(wǎng)調試功能，使得用戶(hù)隨時(shí)可以得到技術(shù)支持。
建恒產(chǎn)品以它的技術(shù)穩定可靠的工作質(zhì)量，在化工、電力、冶金、煤礦、碼頭、水處理、輕工及食品衛生等行業(yè)得到廣泛的應用。
2、超聲波探魚(yú)器：
超聲波測量技術(shù)其原理很簡(jiǎn)單，說(shuō)得點(diǎn)的名稱(chēng)叫“多普拉效應”，山村孩童便叫“回音”，就如在一山谷叫一聲“你好嗎”，不一會(huì )聽(tīng)見(jiàn)好像有人學(xué)你的說(shuō)話(huà)一樣“你...好...嗎...”。人們正由此點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出超聲波測量技術(shù)。像自然界中，以蝙蝠都可算為代表了，在蝙蝠洞里既要覓食，又要用聲波測距，而要在洞內用超聲波測距是一件很困難的事情，很先進(jìn)的科技產(chǎn)品也做不到。在空中，當聲音鼓動(dòng)空氣而向前傳遞訊息時(shí)，遇到大小不同、軟硬不一的物體時(shí)，其會(huì )產(chǎn)生相應強弱的反射聲音，而我們以高峰接收此fan彈回來(lái)的聲音，計算其fan彈的時(shí)間差距，從而可了解前面物體與你的距離，由其fan彈的強弱，得知物體的大小，此為超聲波在空中測量的應用原理，一如在機場(chǎng)使用的雷達。
在水中的情況便有分別，因為水的密度與空氣的密度明顯不同，同樣強度的聲音，水中傳遞和空中傳遞，*是兩碼子的事，故此我們在水中使用超聲波探測，先決條件是功率要強大，才能有fan彈回來(lái)的訊號。1950年代，美國hai軍的潛艇搜尋技術(shù)已充分發(fā)展，要搜尋潛艇已不容易，更何況比潛艇小得多的魚(yú)，要從中取得突破，必先從超聲波的特性中，找出其奧妙。原來(lái)除了功率強大外，其頻率高低亦具決定性，而接收訊號后的分析技術(shù)，更不容缺少。要在眾多訊號中分辨出合適的數據是相當困難的。正因如此，在往后美國民間的不斷開(kāi)發(fā)，才漸漸開(kāi)始有捕魚(yú)船安裝了專(zhuān)為搜魚(yú)的超聲波探魚(yú)器。而直至目前為止，海洋中使用的超聲波探測技術(shù)，無(wú)論是理論或產(chǎn)品，都以美國為主，后起之日本及德國，亦是近年來(lái)才能加入。
在醫學(xué)檢測上的應用：B超
用于檢測液位的超聲波傳感器：
聲波漫反射式接近傳感器用于檢測液位；
聲波反射式設計用于檢測遠處的目標；
聲波接近傳感器可有模擬量輸出,可適用于的連續控制.；
模擬量輸出信號和被測物距離的線(xiàn)性斜率可調,滿(mǎn)足各種控制要求；
聲波接近傳感器可有兩個(gè)開(kāi)關(guān)點(diǎn)設置,并可通過(guò)按鈕方便的設置；
方形和原柱形設計滿(mǎn)足不同的現場(chǎng)安裝要求。
3、超聲波傳感器在質(zhì)檢方面的應用——超聲波探傷儀
超聲波探傷儀主要應用于金屬工件內部的質(zhì)量檢測，如檢測金屬是否有氣泡，焊接部位是否有未焊透等缺陷等。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在傳感器中的應用越來(lái)越廣。在人類(lèi)文明的歷次產(chǎn)業(yè)革命中，傳感技術(shù)一直扮演著(zhù)先行官的重要角色，它是貫穿各個(gè)技術(shù)和應用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在人們可以想象的所有領(lǐng)域中，它幾乎*。傳感器是世界各國發(fā)展快的產(chǎn)業(yè)之一，在各國有關(guān)研究、生產(chǎn)、應用部門(mén)的共同努力下，傳感器技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和進(jìn)步。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以具體利用的傳感技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
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