發布日期：2022-10-09 點擊率：1107
描述
超聲波傳感器特點
超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器。超聲波是振動頻率高于20KHz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。
超聲波傳感器的系統構成
超聲波傳感器主要由如下四個部分構成：
發送器：通過振子（一般為陶瓷制品，直徑約為15 mm）振動產生超聲波并向空中幅射。
接收器：振子接收到超聲波時，根據超聲波發生相應的機械振動，并將其轉換為電能量，作為接收器的輸出。
控制部分：通過用集成電路控制發送器的超聲波發送，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，經內部穩壓電路供給傳感器工作。
敞開型超聲波傳感器內部結構
敞開型超聲波傳感器的發送部件及接收部件的內部結構如圖所示。它們主要由兩片壓電元件緊貼在一起組成雙形態發送與接收的核心元件。發送器的壓電元件上裝有錐形共振盤，可提高發射效率；接收器的壓電元件上裝有匹配器，用來提高接收效率。
敞開型超聲波傳感器的工作頻率一般為23～25kHz及40～45kHz，傳輸距離一般為10m左右。
密封型超聲波傳感器內部結構
密封型超聲波傳感器常見的型號有MA40系列，該系列的產品型號有MA40EIS及MA40EIR、MA40E7R/S、MA40E6-7等。它們的工作頻率均為40kHz。
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汽車電子測量距離的方法一般分為超聲波、激光、毫米波以及CCD攝像等4種形式。在汽車的車道輔助系統、泊車輔助系統、制動力輔助系統（BAS）以及主動巡航系統（ACC）中，都安裝了測距傳感器，它們大多數采用超聲波傳感器（俗稱“電眼”）。超聲波是指工作頻率在20kHz以上的機械波。超聲波傳感器具有發射聲波和接收聲波的雙重功能，被稱為一體式傳感器。
1.超聲波傳感器結構原理
目前汽車較為常用的是壓電式超聲波傳感器。超聲波傳感器的關鍵部件是塑料或金屬外殼內的壓電晶片，它和控制器之間有兩根線連接，發射的電信號和返回的電信號都通過這兩根導線傳輸給控制器。
壓電式超聲波傳感器是利用壓電晶體的諧振工作的。超聲波傳感器的內部有兩個壓電晶片和一個共振板，對它的兩極施加脈沖信號，當其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將發生共振，并帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未施加電壓，當共振板接收到回波時，迫使壓電晶片振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
總之，超聲波傳感器既能發射超聲波，也能接收超聲波。在發射超聲波時，將電能轉換成超聲波；在收到回波時，將超聲波的振動轉換成電信號，所以被稱為“超聲波換能器”
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返射回來，超聲波接收器收到反射波后立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m／s，根據計時器記錄的時間t，經過邏輯電路的處理和計算，就可以計算出發射點距障礙物的距離（L），計算公式如下：
L=3401/2式中，L為測量點與被測障礙物之間的距離；340為超聲波在空氣中傳輸的近似速度；1為超聲波從發射器發出，到碰到障礙物后折回接收器所經歷的時間。
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2.超聲波傳感器功能性能特征
由于圓形壓電晶片的結構特點，其發射出去的超聲波具有一定的指向性，波束的截面類似橢圓形，所以探測的范圍有一定限度，水平面的探測角度為120°，垂直面的探測角度為60°。
（1）超聲波傳感器的優點
①結構簡單，制造方便，成本較低。
②超聲波對雨、雪、霧的穿透力強，可以在惡劣天氣下工作。
③超聲波對光照和色彩不敏感，可以用于識別透明以及反射性差的物體。
④不容易受環境電磁場的干擾。
（2）超聲波傳感器的缺點
①測距速度不如激光測距和毫米波測距。
②超聲波有一定的擴散角，只能測量距離，不可以測量方位，所以只能在低速（如泊車）時使用，而且必須在汽車的前、后保險杠不同方位上安裝多個超聲波傳感器。
③發射信號和余振的信號都會對回波信號造成覆蓋或者干擾，因此在低于某一距離后就會喪失探測功能，這就是普通超聲波傳感器的探測距離必須大于30cm的原因之一，若小于這個距離，則系統無法探測障礙物。因此，比較好的解決辦法是在安裝超聲波傳感器的同時安裝攝像頭。
* * A型探傷探頭回波脈沖形狀和頻譜包絡 * * A型探傷超聲探傷的計算 設：顯示器的x軸為10?s/ div (格)，現測得B波與T波的距離為6格，F波與T波的距離為2格。 求：1）t ? 及tF ； 2）鋼板的厚度? 及缺陷與表面的距離xF 。 * * 解： 1）t ?=10?s/div×10div=0.1ms tF=10?s/div×3.5div=0.035ms 2）查表得到縱波在鋼板中的聲速CL=5.9 ×103m /s則 厚度?=CL t ? /2=5.9 ×103 ×0.1 ×10﹣3 /2=0.3m表面的距離xF=CL t ? /2=5.9 ×103 ×0.035 ×10﹣3 /2=0.1m * * 本章小結 1、學習超聲波的物理特性 2、了解超聲波換能器及耦合技術 3、著重了解超聲波在檢測技術中的 一些 應用，也涉及無損探傷的設備及方法。 * * 超聲波測厚石料測厚 * * 超長距離檢測 * * 某超聲波測厚儀指標 （參考北京北方大河儀器儀表有限公司資料） 顯示方法∶128*32 LCD 點陣液晶顯示（帶背光） 顯示位數：四位 測量范圍：0.8~200mm 示值精度：0.1mm 聲速范圍：1000 ~ 9999m/s 測量周期：2次/秒 自動關機時間：90秒 電源：二節七號（AAA）電池，可連續工作不少于72小時 使用溫度：-10°C ~ 40°C 存儲溫度：-20°C ~ 70°C 外形尺寸：108x61x25mm 重量：230g （含電池） * * 紙卷直徑檢測 * * 疊放高度測量 透明塑料張力控制 * * 超聲波手持式測厚 混凝土測厚 木材測厚 小提琴木料測厚 * * 雙晶超聲波測厚探頭 * * 三、超聲波傳感器在線測量 質量檢查 緊固件的安裝錯誤檢測 物件放置錯誤檢測 * * 機械手定位 * * 流水線計數 * * 四、超聲波測量液位和物位原理 在液罐上方安裝空氣傳導型超聲發射器和接收器，根據超聲波的往返時間，就可測得液體的液面。 * * 超聲波液位計原理 1—液面 2—直管 3—空氣超聲探頭 4—反射小板 5—電子開關 * * 超聲波液位計舉例： 從前圖超聲波液位計的顯示屏上測得t0=1.5ms，th1=6.0ms，已知水底與超聲探頭間距h0為10m，反射小板與探頭的間距h0為0.5m，求液位h 解： 液位高度為：h=h2-h1=10-20=8M * * 超聲波測量液位和物位 喇叭形 超聲發生器 * * 五、超聲防盜報警器 圖中的上半部分為發射電路，下面為接收電路。發射器發射出頻率 f=40kHz左右的超聲波。如果有人進入信號的有效區域，相對速度為 v，從人體反射回接收器的超聲波將由于多普勒效應，而發生頻率偏移?f。 * * 第四節 無損探傷 一、無損探傷的基本概念 人們在使用各種材料（尤 其是金屬材料）的長期實踐中， 觀察到大量的斷裂現象，它曾 給人類帶來許多災難事故，涉 及艦船、飛機、軸類、壓力容 器、宇航器、核設備等。 路軌斷裂事故 * * 二、無損探傷的方法 對缺陷的檢測手段有破壞性試驗和無損探傷。由于無損探傷以不損壞被檢驗對象為前提，所以得到廣泛應用。 無損檢測的方法： 鐵磁材料采用磁粉檢測法 導電材料采用電渦流法 非導電材料采用熒光染色滲透法 放射線（x光、中子）照相檢測法 超聲波探傷法 表面探傷 內部 探傷 * * 1、磁粉檢測法 磁懸液 磁粉檢測儀 將磁懸液噴灑在工件表面，將磁粉檢測頭夾持在被測工件上，通以數百安培的電流，工件中將產生磁場，工件表面的裂紋可因磁粉的不均勻分布而顯示出來。 * * 2、X光探傷 將x光發生器對準被測位置，將感光片貼在物體背面，人離開后通上高壓電，再將感光片沖洗出影像，即可觀察到缺陷. * * 三、超聲波探傷 超聲波探傷是目前應用十分廣泛的無損探傷手段。它既可檢測材料表面的缺陷，又可檢測內部幾米深的缺陷，這是x光探傷所達不到的深度。 A型超聲探傷反射波形 裂紋 * * 1、超聲波探傷分類 （1）A型超聲探傷: A型探傷的結果以二維坐標圖形式給出。它的橫坐標為時間軸，縱坐標為反射波強度?？梢詮亩S坐標圖上分析出缺
超聲波傳感器、超聲波探頭和超聲波換能器之間的區別
許多人不了解超聲波傳感器、超聲波探頭和超聲波換能器之間的區別。有些人可能認為這三個是一個產品。三者之間的關系可以理解為：超聲波傳感器，在電子設備模塊的控制下，超聲波探頭向被測對象發送一束超聲波單脈沖
2021-10-19 17:01:16
超聲波換能器的原理/分類/結構/優點
超聲波換能器是超聲波焊接機的核心部件，就像是汽車的引擎 ，超聲波換能器就是將超聲波發作器輸出的高頻電能或者磁能轉換成相同頻率的機械振動，超聲波換能器分為兩種，一種是磁致伸縮型換能器，另一種是壓電陶瓷換能器。
2021-08-03 15:58:09
三家研究所正在聯合搭建一個MEMS超聲波換能器（MUT）平臺
近年來，超聲波換能器已成為很多工業、醫療和移動應用的基礎器件，例如距離測量、微定位、手勢控制、碰撞傳感、內窺鏡檢查和超聲波檢查等。目前，這些專用的超聲波換能器大多由中小型企業自行開發和制造。
2021-06-09 09:15:57
鏡頭超聲波馬達的工作原理綜述
鏡頭超聲波馬達和傳統馬達有很大的區別，傳統馬達的工作原理是將電磁力轉變為轉動力，而超聲波馬達的轉動力則是產生于超聲波振動的能量。超聲波馬達可分為兩種：環形超聲波電機和微型超聲波電機。
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深圳三階微控實業 2021-06-19 09:26:24
超聲波模塊電路工作原理圖
超聲波模塊電路工作原理圖
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spring_ 2021-03-10 09:38:18
袁易全版超聲波換能器的電子教材免費下載
超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器，要解決的技術問題是設計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。
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jsdz 2021-03-07 08:00:00
超聲波電機原理及內部結構
什么是超聲波電機，超聲波電機的原理及內部結構是什么？超聲電機幾乎無處不在，它能夠實現電子控制的精準運動，可以應用于光學鏡頭、汽車制造、微型智能機器人、微型云臺、精密轉臺、智能制造等等領域。
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深圳三階微控實業 2021-01-26 08:00:00
使用耦合振蕩法對換能器和DSP實現超聲波電源控制的詳細資料說明
超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域，其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載，因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應用較為廣泛。
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2019-12-25 15:55:03
超聲波換能器怎么調節_超聲波換能器的正負極區分
超聲波焊接機的換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分超聲功率。超聲波換能器一般由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成
2021-05-14 16:18:17
用萬用表檢測超聲波換能器
超聲波換能器，在如今的許多行業都有或多或少的應用。水下通信、水中測距、水下地形掃描、測風速風向、捕鼠驅鳥、錄音屏蔽、無人機防撞這些不同的領域讓超聲波換能器發揮了極大的價值。因此，超聲波換能器的好與壞也會直接影響這些應用能否正常進行。用萬用表怎么檢測超聲波換能器的好壞呢？
2021-05-14 15:45:35
超聲波換能器驅動原理_超聲波換能器故障處理技巧
超聲波換能器的發射驅動相對簡單，換能器的驅動電壓只要不高于換能器的額定電壓都可以。換能器的額定電壓可以用1mm厚度的陶瓷，片200Vpp來計算。當然考慮材料的機械疲勞。我們一般不建議用太高的電壓驅動
2021-05-14 15:35:49
超聲波換能器阻抗匹配_超聲波換能器的種類
超聲波換能器是一種能把高頻電能轉化為機械能的裝置，材料的壓電效應將電信號轉換為機械振動。超聲波換能器是一種能量轉換器件，它的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。
2021-05-14 15:15:49
超聲波換能器好壞檢測_超聲波換能器電壓多少
超聲波換能器是超聲波產品的心臟而機電設備尤其重要。它將電箱送過來的高頻高壓電源轉換成高頻機械振動，功率輸出最大可達好幾千瓦所以它的穩定性及功率輸出對整機運作性能相當重要，也是設備中最有價款值的，它是體現整臺設備價值的關鍵。
2021-05-14 15:08:43
導致超聲波換能器發熱的原因
第一種是要焊接的產品工件會發燙，或是是經過超聲波出力的原材料件發燙，或長時間工作中后，超聲波模貝（專用工具頭）和超聲波模具都是會發燙，而且會將熱量傳入換能器上。
2021-04-20 09:52:46
超聲波清洗機原理_超聲波清洗機使用方法
超聲波清洗機原理主要是通過換能器，將功率超聲頻源的聲能轉換成機械振動，通過清洗槽壁將超聲波輻射到槽子中的清洗液。由于受到超聲波的輻射，使槽內液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。破壞污物與清洗件表面的吸附，引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗。
2020-12-17 14:56:14
超聲波探頭的結構組成_常用的超聲波探頭規格型號
超聲波探頭是在超聲波檢測過程中發射和接收超聲波的裝置。探頭的性能直接影響超聲波的特性，影響超聲波的檢測性能。在超聲檢測中使用的探頭，是利用材料的壓電效應實現電能、聲能轉換的換能器。探頭中的關鍵部件是晶片，晶片是一個具有壓電效應的單晶或者多晶體薄片，它的作用是將電能和聲能互相轉換。
2020-04-26 16:20:58
口罩超聲波點焊機的組成結構以及原理圖分析
口罩超聲波點焊機組成系統：超聲波塑料焊接機由氣壓傳動系統、控制系統、超聲波發生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成。
2020-04-15 21:49:02
MEMS超聲波換能器系統市場的普及情況分析
MEMS超聲波換能器極具替代塊體型壓電晶體超聲波換能器的潛力，原因之一是硅片的價格比壓電晶體便宜，因此基于硅芯片的換能器比壓電晶體換能器更具價格優勢；第二是因為壓電晶體換能器對制造工藝的要求更高，批量生產的難度更高。
2019-11-19 08:45:40
什么是超聲波逆變器_超聲波逆變器的工作原理
超聲波逆變器，也叫超聲功率發生器。它是先將市電整流成直流電，再逆變產生超聲換能器工作頻率的交流電（一般為矩形波）的電子設備。常用于超聲波捕魚。
2019-10-30 15:24:28
超聲波物位計有哪些指標
1、量程。代表超聲波物位計所能測量的最大范圍，反映的是換能器的靈敏度。量程越大，靈敏度越高。超聲波物位計可以配置4、6、8、10、20、30m等不同量程的換能器。當超聲波衰減快，界面反射差時，為避免超聲波探頭接收到的超聲波信號過弱，而無法與噪音信號區分，就需要增大換能器的發射功率。
2019-10-28 16:16:10
超聲波換能器原理
超聲波換能器，其實就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用的是材料的壓電效應將電能轉換為機械振動。一般情況下，先由超聲波發生器產生超聲波，經超聲波換能器將其轉換為機械振動，再經超聲波導出裝置、超聲波接收裝置便可產生超聲波。
2019-08-20 14:46:21
超聲波換能器結構
超聲波換能器是一種能量轉換器件，它的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而它自身消耗掉很少的一部分功率（小于10%）。
2019-08-20 14:42:46
超聲波換能器檢測方法
超聲波換能器是超聲波產品的心臟。而機電設備尤其重要。它將電箱送過來的高頻高壓電源轉換成高頻機械振動，功率輸出最大可達好幾千瓦，所以它的穩定性及功率輸出對整機運作性能相當重要，也是設備中最有價款值的，它是體現整臺設備價值的關鍵。
2019-08-20 14:39:26
超聲波換能器安裝
超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器，要解決的技術問題是設計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。
2019-08-20 14:37:21
超聲波測深儀的工作原理
超聲波測深儀的工作原理是根據超聲波能在均勻介質中勻速直線傳播，遇不同介質面產生反射的原理設計而成的。超聲波測深儀是以水體為超聲波媒介，測深時將超聲波換能器放置于水下一定位置，換能器到水底的深度可以根據超聲波在水中的傳播速度和超聲波信號發射出去到接收回來的時間間隔計算出來。
2019-04-08 14:40:50
如何設計壓電MEMS超聲波換能器產品
本文介紹了壓電MEMS超聲波換能器產品的設計過程，包括傳感器的仿真、設計以及它與整個系統的集成。
2018-12-26 11:22:04
超聲波換能器應用
超聲波換能器的應用十分廣泛，它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。按實現的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境分為液體、氣體、生物體等;按性質分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。
2018-12-20 17:23:03
超聲波測距原理與高精度液位測量系統解決方案
超聲波測距具有一系列優點，但影響測量精度的因素有很多，因此難以達到較高的精度。在超聲波測距原理基礎上，針對單超聲波換能器溫度或溫、濕度補償方案單一，不能在多變、惡劣環境下實現高精度測距的缺陷，以及雙
2018-05-10 05:34:00
超聲波發生器原理及特點
超聲波發生器，是一種將市電轉換為換能器相應的高頻交流電以驅動換能器進行工作的設備，是大功率超聲波系統的一重要構成部分，也可將其稱為電子箱、超聲波驅動電源、超聲波控制器。雖說超聲波發生器也可將其稱為
2017-11-16 17:09:03
超聲波清洗機原理圖_超聲波清洗機電路圖_超聲波清洗機結構圖
超聲波清洗機主要由超聲波發生器、超聲換能器和清洗槽組成，超聲波發生器將50Hz的交流電轉換成超聲頻電震蕩信號后，通過電纜輸送給超聲換能器。超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用。
2017-08-18 11:23:39
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