超声波传感器

一、超声波的根本特性二、超声波传感器三、超声波传感器应用第十章辐射式传感器第一节红外辐射传感器第二节超声波传感器第三节核辐射传感器1精选课件质量检查紧固件的安装错误检测2精选课件叠放高度测量3精选课件物件放置错误检测4精选课件透明塑料张力控制5精选课件机械手定位6精选课件纸卷直径检测7精选课件平整度测量8精选课件超长距离检测9精选课件流水线计数10精选课件11精选课件12精选课件

超声波的频率界限图

一、超声波的根本特性第二节超声波传感器13精选课件1.超声波的传播速度

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的。

超声波与其它声波一样，其传播速度与介质密度和弹性特性有关。式中ρ为介质的密度；为绝对压缩系数。

在液体和气体中,14精选课件在固体中,（1）纵波(2）横波杨氏模量泊松系数15精选课件

超声波的反射和折射示意图2.超声波的物理性质(1)超声波的反射和折射

超声波的反射系数和透射系数ρ1c1、ρ2c2——分别为两介质的声阻抗，其中c1和c2分别为反射波和折射波的速度。

16精选课件当超声波垂直入射界面，即α=β=0时，那么故超声波从水介质中传播至水气界面时，将发生全反射。

如：在20℃水温时，水的特性阻抗为空气的特性阻抗为ρ1c1>>ρ2c217精选课件

声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。其声压和声强的衰减规律为式中：Px、Ix——距声源x处的声压和声强；x——声波与声源间的距离；α——衰减系数，单位为Np/cm〔奈培/厘米〕。(2)超声波的衰减

18精选课件二、超声波传感器

超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷。

利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器。

图10-8压电式超声波传感器结构

19精选课件

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。透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。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。

三、超声波传感器应用

20精选课件超声波测流量原理图1.超声波流量传感器21精选课件F1发射的超声波到达

F2的时间较短22精选课件超声波传感器安装位置示意图此时超声波的传输时间将由下式确定：

23精选课件F1发射的超声波先到达

T124精选课件

发射、接收探头也可以安装在管道的同一侧25精选课件同侧式超声波流量计的使用〔参考北京菲波仪表资料〕26精选课件超声波流量计现场使用27精选课件几种超声物位传感器的结构原理示意图(a)超声波在液体中传播；(b)超声波在空气中传播2.超声波物位传感器

只要测得超声波脉冲从发射到接收的时间间隔，便可以求得待测的物位。28精选课件超声波测量液位和物位原理

在液罐上方安装空气传导型超声发射器和接收器，根据超声波的往返时间，就可测得液体的液面。

29精选课件超声波测量液位和物位

喇叭形超声发生器30精选课件3.超声波多普勒测量车速31精选课件多普勒效应

前进方向的频率升高

如果波源和观察者之间有相对运动，那么观察者接收到的频率和波源的频率就不相同了，这种现象叫做多普勒效应。测出

f就可得到运动速度。32精选课件超声波多普勒测量风速风

风引起超声波的频率变大或变小33精选课件超声波测距空气超声探头发射超声脉冲，到达被测物时，被反射回来，并被另一只空气超声探头所接收。测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间t，再乘以空气的声速〔340m/s〕，就是超声脉冲在被测距离所经历的路程，除以2就得到距离。34精选课件4.超声波测厚

双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度

：35精选课件手持式超声波测厚仪36精选课件某超声波测厚仪指标〔参考北京北方大河仪器仪表资料〕显示方法∶128*32LCD点阵液晶显示〔带背光〕

显示位数：四位

测量范围：0.8~200mm

示值精度：0.1mm

声速范围：1000~9999m/s

测量周期：2次/秒

自动关机时间：90秒

电源：二节七号〔AAA〕电池，可连续工作不少于72小时

使用温度：-10°C~40°C

存储温度：-20°C~70°C

外形尺寸：108x61x25mm

重量：230g〔含电池〕37精选课件超声波测厚石料测厚38精选课件超声波手持式测厚混凝土测厚木材测厚小提琴木料测厚39精选课件双晶超声波测厚探头40精选课件双晶超声波测厚探头〔续〕4