大中小超聲波傳感器的工作原理解釋2015-09-04迎風(fēng)初開(kāi)展開(kāi)全文超聲波傳感器的工作原理解釋人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi)，超過(guò)20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲測(cè)量?jī)x器及裝置，并在通迅，**家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送。通過(guò)發(fā)射高頻聲波并測(cè)量其返回時(shí)間，超聲波傳感器能夠準(zhǔn)確計(jì)算出與目標(biāo)之間的距離。溫州檢測(cè)玻璃超聲波傳感器

在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，用各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量，等等，以便使設(shè)備工作在佳狀態(tài)，產(chǎn)品達(dá)到好的質(zhì)量。20世紀(jì)中葉，人們發(fā)現(xiàn)某些介質(zhì)的晶體（如石英晶體、酒石酸鉀鈉晶體、PZT晶體等）在高電壓窄脈沖作用下，能產(chǎn)生較大功率的超聲波。它與可聞聲波不同，可以被聚焦，能用于集成電路的焊接、顯像管內(nèi)部的清洗；在檢測(cè)方面，利用超聲波有類似于光波的折射、反射的特性，制作超聲波納探測(cè)器，可以用于探測(cè)海底沉船、敵方潛艇，等等。溫州**光柵超聲波傳感器超聲波傳感器體積小巧，安裝方便，可以靈活布置在產(chǎn)品上，使用簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的操作和設(shè)置。

   根據(jù)步進(jìn)電機(jī)每一步走過(guò)時(shí)存儲(chǔ)的信息來(lái)計(jì)算**近點(diǎn)。在基準(zhǔn)坐標(biāo)和**近點(diǎn)間，用步進(jìn)電機(jī)所走過(guò)的角度確定機(jī)器人與墻面的偏角，然后偏角傳達(dá)給車輪驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)以調(diào)整方位角。搜尋障礙物采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲波傳感器旋轉(zhuǎn)的方式在功能上近似于多傳感器檢測(cè)。移動(dòng)機(jī)器人通常采用周身圍繞固定多個(gè)超聲波傳感器來(lái)獲取更多的信息，從而增加搜索障礙物的范圍，確定目標(biāo)方向和邊界信息。與之相比，采用旋轉(zhuǎn)的方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是可以根據(jù)障礙物的緊密程度自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)的密度。采用增加傳感器的數(shù)量是受自身?xiàng)l件限制的，而旋轉(zhuǎn)方式的緊密只和步進(jìn)電機(jī)的步距角相關(guān)。檢測(cè)密度的增加可以**提高對(duì)角度的分辨力，從而加強(qiáng)對(duì)目標(biāo)方向和邊界信息的確定。4結(jié)語(yǔ)本系統(tǒng)是對(duì)超聲波傳感器功能上的一次延伸，是對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的現(xiàn)有探測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)很好的補(bǔ)充。其在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中得到充分的展示，他在障礙物探測(cè)和機(jī)器人位姿的調(diào)整上具有一定的實(shí)用性。但該方法在實(shí)時(shí)性、精確性上有待進(jìn)一步提高。

還將使汽輪機(jī)生產(chǎn)水沖擊，引起破壞性事故。水位過(guò)低時(shí)會(huì)影響鍋爐的水循環(huán)，造成局部水冷壁管過(guò)熱，超溫爆表，嚴(yán)重缺水時(shí)造成鍋爐。尤其在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，爐內(nèi)參數(shù)邊變化很大，水位變動(dòng)也大；在化工廠的“塔罐”里，進(jìn)行著劇烈的化學(xué)反應(yīng)，有時(shí)需要嚴(yán)格控制罐體內(nèi)液體的位置，以避免超過(guò)指定位置時(shí)，發(fā)生危險(xiǎn)，另外這些塔罐內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)出，多出動(dòng)設(shè)備運(yùn)輸，在動(dòng)設(shè)備啟、停條件里，液位就是一個(gè)重要的參數(shù)。如果液位測(cè)量失靈就有損壞動(dòng)設(shè)備的危險(xiǎn)。罐體液位測(cè)量當(dāng)期國(guó)內(nèi)外對(duì)罐體液位測(cè)量作了一定的研究，由于在眾多液位測(cè)量的儀器中，基于超聲波的液位測(cè)量應(yīng)用前景較好，它屬于非接觸型液位測(cè)量，具有價(jià)格較為適中、安裝使用方便、精度較高等優(yōu)點(diǎn)。超聲波液位傳感器利用超聲波在空氣介質(zhì)中的傳播，遇到物體或液體，在介質(zhì)初將產(chǎn)生反射并有部分聲波能被反射至生源，通過(guò)測(cè)量聲波往返傳播時(shí)間，利用聲波傳播速度，可計(jì)算得到生源至被測(cè)物體或液面的距離，超聲波液位測(cè)量具有很多其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1、測(cè)量精度高2、響應(yīng)時(shí)間短、可以方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。但是超聲波液位測(cè)量也存在一定的局限性：超聲波的波速修正比較困難，這是因?yàn)槌暡ㄋ俣仁芏喾N因素影響。超聲波傳感器可以用于測(cè)量物體的形狀，例如在三維掃描儀中用于獲取物體的幾何形狀。

因而一種方法就是利用這2個(gè)臨界點(diǎn)，來(lái)找尋其波束與墻垂直的角度(即與墻距離**近點(diǎn))，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲波旋轉(zhuǎn)找尋這2個(gè)臨界點(diǎn)。當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到兩相鄰的值低于2mm時(shí)，認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)，則前后出現(xiàn)變化的點(diǎn)設(shè)為臨界點(diǎn)，在這臨界點(diǎn)內(nèi)的所有點(diǎn)都記下來(lái)，然后求取中點(diǎn)，中點(diǎn)位置即是墻面與超聲波傳感器的**近點(diǎn)。如圖6所示為其中一組所測(cè)數(shù)據(jù)，在72°～108°內(nèi)，是距離測(cè)量的穩(wěn)定區(qū)域，而在這之外，所測(cè)距離的相鄰偏差超過(guò)8mm，而且隨著角度的旋向兩邊時(shí)將進(jìn)一步拉大。在50cm與200cm內(nèi)改變一體式超聲波傳感器與墻面距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果與墻面垂直角度所測(cè)誤差限制在2個(gè)步距角內(nèi)。探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)器人沿墻導(dǎo)航自主式移動(dòng)機(jī)器人是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中探測(cè)當(dāng)前環(huán)境的信息。每次探測(cè)的距離信息都以當(dāng)前機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)為前提來(lái)測(cè)量。而在沿墻直線行走過(guò)程中，機(jī)器人是通過(guò)測(cè)距和自身姿態(tài)的共同感知保證運(yùn)行軌跡的準(zhǔn)確性。超聲波測(cè)距已被***運(yùn)用，在試驗(yàn)超聲波探測(cè)角度與測(cè)距的關(guān)系后，則可以根據(jù)計(jì)算**近點(diǎn)的方法用超聲波傳感器來(lái)測(cè)量車身的方位角(確定自身姿態(tài))。所測(cè)**近點(diǎn)是機(jī)器人實(shí)際與墻面的距離，通過(guò)簡(jiǎn)易編碼器上的直射紅外傳感器1來(lái)確定機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)。超聲波傳感器工作時(shí)消耗的能量較低，具有較高的能源利用效率，符合節(jié)能環(huán)保的要求。溫州檢測(cè)玻璃超聲波傳感器

超聲波傳感器能夠檢測(cè)到人體無(wú)法察覺(jué)的聲波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)隱蔽目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別。溫州檢測(cè)玻璃超聲波傳感器

控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比、稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。超聲波傳感器電源可用DC12V±10%或24V±10%。5.超聲波探頭超聲波換能器又稱超聲波探頭。超聲波換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種，在檢測(cè)技術(shù)中主要采用壓電式。由于其結(jié)構(gòu)不同，換能器又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭，等等。本文以固體傳導(dǎo)介質(zhì)為例，簡(jiǎn)要介紹以下三種探頭。（1）單晶直探頭。俗稱直探頭，其壓電晶片采用PZT壓電陶瓷制作。發(fā)射超聲波時(shí)，將500V以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上，利用逆壓電效應(yīng)，使晶片發(fā)射出一束頻率落在超聲波范圍內(nèi)、持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動(dòng)波，垂直投射到試件內(nèi)。假設(shè)該試件為鋼板，而其底面與空氣交界，到達(dá)鋼板底部的超聲波絕大部分能量被底部界面所反射。反射波經(jīng)過(guò)一短暫的傳播時(shí)間回到壓電晶片。再利用壓電效應(yīng)，晶片將機(jī)械振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。（2）雙晶直探頭。由兩個(gè)單晶探頭組合而成，裝配在同一個(gè)殼體內(nèi)，其中一片晶片發(fā)射超聲波，另一片晶片接收超聲波。雙晶探頭的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜一些，但檢測(cè)精度比單晶直探頭高，且超聲信號(hào)的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡(jiǎn)單。。溫州檢測(cè)玻璃超聲波傳感器