超声波传感器教学ppt课件

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1、2.6超声波传感器10/7/20211概述：声波的分类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。10/7/202122.可闻声波(16HZ-20KHZ)美妙的音乐可使人陶醉。10/7/202133.超声波(>20KHZ)蝙蝠能发出和听见超声波。10/7/20214蝙蝠依靠超声波捕食10/7/20215超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。超声波雾化器超声波加湿器10/7/20216超声波被聚焦后，具有较好

2、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，这一现象类似于光波。便携式超声波探鱼器10/7/20217倒车雷达10/7/20218超声波在医学检查中的应用胎儿的B超影像10/7/20219超声波用于高效清洗当弱的声波信号作用于液体中时，会对液体产生一定的负压，即液体体积增加，液体中分子空隙加大，形成许多微小的气泡；而当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，即液体体积被压缩减小，液体中形成的微小气泡被压碎。经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产

3、生几百度的高温和高达上千个大气压的压力，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是利用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。超声清洗多用于半导体、机械、玻璃、医疗仪器等行业。10/7/202110超声波清洗原理及清洗器（参考湖南省浏阳市医用仪具厂、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料）超声换能器气泡波浪清洗物10/7/2021112.6.1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

4、板与空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。10/7/202112超声波的波型分类超声波的传播波型主要可分为纵波、横波、表面波等几种。10/7/202113纵波10/7/202114横波10/7/202115表面波10/7/2021162.6.2超声波换能器及耦合技术超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器的工作原理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种，在检测技术中主要采用压电式。超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、空气传导探头以

5、及其他专用探头等。10/7/202117各种超声波探头（以下参考常州市常超检测设备有限公司资料）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10/7/202118接触式直探头原理超声脉冲电压输入端接地端10/7/202119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

6、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10/7/202120各种接触式斜探头常用频率范围：1~5MHz10/7/202121空气超声探头a）超声发射器b）超声接收器1—外壳2—金属丝网罩3—锥形共振盘4—压电晶片5—引脚6—阻抗匹配器7—超声波束10/7/202122空气超声探头（续）10/7/202123空气超声探头外形10/7/202124空气超声探头外形（续）10/7/2021252.6.3超声波传感器的应用当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。透射型可用

7、于遥控器、防盗报警器、接近开关等。当超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型，反射型可用于接近开关、测距、测液位或物位、金属探伤以及测厚等。10/7/202126超声波传感器应用举例10/7/202127超声波传感器应用举例（续）10/7/202128超声波传感器应用举例（续）质量检查紧固件的安装错误检测10/7/202129叠放高度测量超声波传感器应用举例（续）10/7/202130超声波传感器应用举例（续）物件放置错误检测10/7/202131超声波传感器应用举例（续）透明塑料张力控制10/7/202132机械手定位超声波传

8、感器应用举例（续）10/7/202133纸卷直径检测超声波传感器应用举例（续）10/7/202134平整度测量超声波传感器应用举例（续）10/7/202135超长距离检测超声波传感器应用举例（续）10/7/202136流水线计数超声波传感器应用举例（续）10/7/202