人們能聽到聲音是由于物體振動產(chǎn)生的,它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi),超過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中的機械振蕩,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。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,制成各種超聲測量儀器及裝置,并在通迅,醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應用。
工作原理
若對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,則壓電陶 瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長與縮短,于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調制),并傳給波接收器。接收器 是利用壓力傳感器所采用的壓電效應的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應變,則產(chǎn)生一面為“+ ”極,另一面為“-”極的40KHz正弦電 壓。因該高頻電壓幅值較小,故必須進行放大。 超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車,其原理是利用探測倒車路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時發(fā)出警告。所設計的檢測系統(tǒng)可以同時提供聲光并茂的聽覺和視覺警告,其警告表示是探測到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣,在狹窄的地方不管是泊車還是開車, 借助倒車障礙報警檢測系統(tǒng),駕駛員心理壓力就會減少,并可以游刃有余地采取必要的動作。
超聲波傳感器的檢測范圍取決于其使用的波長和頻率。波長越長,頻率越小,檢測距離越大,如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm 波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6o聲波發(fā)射角,因而更適合精確檢測相對較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12o至15o的 傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。此外,我們還有外置探頭型的超聲波傳感器,相應的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。這種結構更適合檢測安裝空間有限的場合。
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