第10章第二节超声波传感器.ppt

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。第29页，共42页，星期日，2025年，2月5日超声波测量液位和物位喇叭形超声发生器第30页，共42页，星期日，2025年，2月5日3.超声波多普勒测量车速第31页，共42页，星期日，2025年，2月5日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。第32页，共42页，星期日，2025年，2月5日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第33页，共42页，星期日，2025年，2月5日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。第34页，共42页，星期日，2025年，2月5日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?：第35页，共42页，星期日，2025年，2月5日第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日质量检查紧固件的安装错误检测第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日叠放高度测量第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日物件放置错误检测第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日透明塑料张力控制第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日机械手定位第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日纸卷直径检测第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日平整度测量第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日超长距离检测第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日流水线计数第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日第11页，共42页，星期日，2025年，2月5日第12页，共42页，星期日，2025年，2月5日超声波的频率界限图一、超声波的基本特性第二节超声波传感器第13页，共42页，星期日，2025年，2月5日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,第14页，共42页，星期日，2025年，2月5日在固体中,（1）纵波(2）横波杨氏模量泊松系数第15页，共42页，星期日，2025年，2月5日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。第16页，共42页，星期日，2025年，2月5日当超声波垂直入射界面，即α=β=0时，则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ρ1c1ρ2c2第17页，共42页，星期日，2025年，2月5日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第18页，共42页，星期日，2025年，2月5日二、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第19页，共42页，星期日，2025年，2月5日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