第三章超声波传感器

1、1、什么是声波？分类?声波的反射原理？ 2、 声波反射法的基本原理：向介质中发射声波反射法的基本原理：向介质中发射 一定频率的声波，当声波传播过程中存在两一定频率的声波，当声波传播过程中存在两 种不同介质面时，声波将发生折射、反射，种不同介质面时，声波将发生折射、反射， 相应频率发生变化相应频率发生变化. 3、什么是超声波单晶探头、双晶探 头、斜探头？用途？ 单晶探头特点：1、适用于探测晶片正下方与 声速方向垂直的缺陷。2、探测深度较大，使 用范围较广。3、检测灵敏度高。 双晶探头特点：1、双晶片声场重叠区域灵敏 度高，一般用于定位检测。2、探测深度较少。 3、检测灵敏度较高。 斜探头特点：1

2、、适合探测探头斜下方不同角 度方向的缺陷。2、探测深度较少，适用单晶 探头难以探测的部位。3、检测灵敏度较高。 5、超声波检测液体流量原理？ 时间差法测量流量原理：在被测管道上下时间差法测量流量原理：在被测管道上下 游的一定距离上，分别安装两对超声波发游的一定距离上，分别安装两对超声波发 射和接收探头（射和接收探头（F F1 1，T T1 1）、（）、（F F2 2，T T2 2），其），其 中中F F1 1，T T1 1的超声波是顺流传播的，而的超声波是顺流传播的，而F F2 2，T T2 2 的超声波是逆流传播的。由于这两束超声的超声波是逆流传播的。由于这两束超声 波在液体中传播速度的不同

3、，测量两接收波在液体中传播速度的不同，测量两接收 探头上超声波传播的时间差探头上超声波传播的时间差 t t，可得到流，可得到流 体的平均速度及流量。体的平均速度及流量。 5：超声波检测液体流量的原理：超声波检测液体流量的原理 F1发射的超声波先到达发射的超声波先到达 T1 7、 1：图中安装的是双晶超声波传感器，传感器对每 一个纸箱发射并接受回波，通过测量回波的时 间就可以得出传感器相对箱内物料的距离，从 而换算出纸箱内物料的容量。 2、图中安装的是两个双晶超声波的传感器，当高 位的传感器检测到液位信号时，停止供料；当 低位的传感器检测到液位信号时，开始供料。 3、当物料还没到达传感器所在的位

4、置时，传感器 没有回波，检测不到信号，当物料超过传感器 的检测卫视时，传感器检测到回波就会触发信 号停止发抖。 4、无法用超声波传感器实现检测密封纸箱内有无 产品。 9、如图所示，如何控制超声波传感 器以达到图中案例的检测要求。 摇晃报警。利用超声波传感器 作为发射头和接收头, 发射器向 被探测区域发射等幅超声波， 接收器接收反射回来的超声波 在没有移动物体进入被探测区 域时，反射回来的超声波是 等幅的。当有活动的物体进入 探测区域时，反射回来的超 声波幅度不等并且不断变化 接收电路检测到变化的信号 控制电路做出反应即驱动报警。 在皮带上方安装一个超声波 传感器,利用发射的超声波照 到运输的物

5、体上，并接受到 反射的声波，就可以在皮带 上探测到物体。从而为皮带 执行机构（电机驱动系统） 提供准确的运行指令，达到 有运输物时运行，无时切换 至停止状态。 如在检测纸张厚度时如在检测纸张厚度时,超声波向超声波向 纸张内发射一个脉冲纸张内发射一个脉冲,称为始波称为始波, 当超声波在纸张中传播到达纸当超声波在纸张中传播到达纸 张底面时张底面时,由于纸张和空气的介由于纸张和空气的介 质不同质不同,所以产生强烈的反射所以产生强烈的反射,称称 为回波为回波,算出始波和回波间的时算出始波和回波间的时 间间隔。当没有纸张通过传感间间隔。当没有纸张通过传感 器器,或双张或多张纸通过传感器或双张或多张纸通过

6、传感器 时时(纸张介质相同纸张介质相同,声波继续通过声波继续通过 叠加后的纸叠加后的纸,在最下面的纸张的在最下面的纸张的 底面反射底面反射),声波的传播时间改变声波的传播时间改变: 空张时传播时间缩短空张时传播时间缩短,双张或多双张或多 张时传播时间延长。通过计算张时传播时间延长。通过计算 超声波传播的时间差异超声波传播的时间差异,就等断就等断 定出纸张的多少。定出纸张的多少。 在检测物体时,超声波向纸 张内发射一个脉冲,称为始波, 当超声波在纸张中传播到达 物体底面时,由于物体和空气 的介质不同,所以产生强烈的 反射,称为回波,算出始波和 回波间的时间间隔。当物体 重叠通过传感器时(物体介质

7、 相同,声波继续通过叠加后的 物体,在最下面的物体的底面 反射),声波的传播时间改变， 通过反射的时间不同从而断 定物体重叠。 11、超声波探伤的原理 超声波探伤是利用超声能透入金属材料的 深处，并由一截面进入另一截面时，在界 面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的 一种方法，当超声波束自零件表面由探头 通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就 分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲 波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置 和大小。 设计题：1、如图A在一批异形工件上安 装有两颗螺栓，如何设计检测装置在线 检测工件时是否如图所示的缺螺栓？ 最佳的方式是把他按一定的顺序放在输送上往 前输送，在工件的上方相应的位置设置两传感 器，检测螺栓相对传感器的距离，然后根据距 离与标准值的差异来判断是否缺螺栓。 3、如图，如何设置传感器，使货箱 被送到导轨上的叉车后，叉车能够 自动把货箱送到