第三章超聲波傳感器

1、什么是聲波？分類?聲波的反射原理？

1、在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械縱波，一般統(tǒng)稱為聲波。其中頻率在20～20000Hz范圍，能夠被人耳聽(tīng)到，稱為可聽(tīng)聲，簡(jiǎn)稱聲波；頻率低于20Hz或高于20000Hz的聲波不能被人耳聽(tīng)到，前者叫做次聲波；后者便叫超聲波。2、

聲波反射法的基本原理：向介質(zhì)中發(fā)射一定頻率的聲波，當(dāng)聲波傳播過(guò)程中存在兩種不同介質(zhì)面時(shí)，聲波將發(fā)生折射、反射，相應(yīng)頻率發(fā)生變化.3、什么是超聲波單晶探頭、雙晶探頭、斜探頭？用途？單晶探頭特點(diǎn)：1、適用于探測(cè)晶片正下方與聲速方向垂直的缺陷。2、探測(cè)深度較大，使用范圍較廣。3、檢測(cè)靈敏度高。雙晶探頭特點(diǎn)：1、雙晶片聲場(chǎng)重疊區(qū)域靈敏度高，一般用于定位檢測(cè)。2、探測(cè)深度較少。3、檢測(cè)靈敏度較高。斜探頭特點(diǎn)：1、適合探測(cè)探頭斜下方不同角度方向的缺陷。2、探測(cè)深度較少，適用單晶探頭難以探測(cè)的部位。3、檢測(cè)靈敏度較高。5、超聲波檢測(cè)液體流量原理？時(shí)間差法測(cè)量流量原理：在被測(cè)管道上下游的一定距離上，分別安裝兩對(duì)超聲波發(fā)射和接收探頭（F1，T1）、（F2，T2），其中F1，T1的超聲波是順流傳播的，而F2，T2的超聲波是逆流傳播的。由于這兩束超聲波在液體中傳播速度的不同，測(cè)量?jī)山邮仗筋^上超聲波傳播的時(shí)間差t，可得到流體的平均速度及流量。5：超聲波檢測(cè)液體流量的原理F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)

T17、1：圖中安裝的是雙晶超聲波傳感器，傳感器對(duì)每一個(gè)紙箱發(fā)射并接受回波，通過(guò)測(cè)量回波的時(shí)間就可以得出傳感器相對(duì)箱內(nèi)物料的距離，從而換算出紙箱內(nèi)物料的容量。2、圖中安裝的是兩個(gè)雙晶超聲波的傳感器，當(dāng)高位的傳感器檢測(cè)到液位信號(hào)時(shí)，停止供料；當(dāng)?shù)臀坏膫鞲衅鳈z測(cè)到液位信號(hào)時(shí)，開(kāi)始供料。3、當(dāng)物料還沒(méi)到達(dá)傳感器所在的位置時(shí)，傳感器沒(méi)有回波，檢測(cè)不到信號(hào)，當(dāng)物料超過(guò)傳感器的檢測(cè)衛(wèi)視時(shí)，傳感器檢測(cè)到回波就會(huì)觸發(fā)信號(hào)停止發(fā)抖。4、無(wú)法用超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)檢測(cè)密封紙箱內(nèi)有無(wú)產(chǎn)品。9、如圖所示，如何控制超聲波傳感器以達(dá)到圖中案例的檢測(cè)要求。搖晃報(bào)警。利用超聲波傳感器作為發(fā)射頭和接收頭,發(fā)射器向被探測(cè)區(qū)域發(fā)射等幅超聲波，接收器接收反射回來(lái)的超聲波在沒(méi)有移動(dòng)物體進(jìn)入被探測(cè)區(qū)域時(shí)，反射回來(lái)的超聲波是等幅的。當(dāng)有活動(dòng)的物體進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí)，反射回來(lái)的超聲波幅度不等并且不斷變化接收電路檢測(cè)到變化的信號(hào)控制電路做出反應(yīng)即驅(qū)動(dòng)報(bào)警。在皮帶上方安裝一個(gè)超聲波傳感器,利用發(fā)射的超聲波照到運(yùn)輸?shù)奈矬w上，并接受到反射的聲波，就可以在皮帶上探測(cè)到物體。從而為皮帶執(zhí)行機(jī)構(gòu)（電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）提供準(zhǔn)確的運(yùn)行指令，達(dá)到有運(yùn)輸物時(shí)運(yùn)行，無(wú)時(shí)切換至停止?fàn)顟B(tài)。如在檢測(cè)紙張厚度時(shí),超聲波向紙張內(nèi)發(fā)射一個(gè)脈沖,稱為始波,當(dāng)超聲波在紙張中傳播到達(dá)紙張底面時(shí),由于紙張和空氣的介質(zhì)不同,所以產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射,稱為回波,算出始波和回波間的時(shí)間間隔。當(dāng)沒(méi)有紙張通過(guò)傳感器,或雙張或多張紙通過(guò)傳感器時(shí)(紙張介質(zhì)相同,聲波繼續(xù)通過(guò)疊加后的紙,在最下面的紙張的底面反射),聲波的傳播時(shí)間改變:空張時(shí)傳播時(shí)間縮短,雙張或多張時(shí)傳播時(shí)間延長(zhǎng)。通過(guò)計(jì)算超聲波傳播的時(shí)間差異,就等斷定出紙張的多少。

在檢測(cè)物體時(shí),超聲波向紙張內(nèi)發(fā)射一個(gè)脈沖,稱為始波,當(dāng)超聲波在紙張中傳播到達(dá)物體底面時(shí),由于物體和空氣的介質(zhì)不同,所以產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射,稱為回波,算出始波和回波間的時(shí)間間隔。當(dāng)物體重疊通過(guò)傳感器時(shí)(物體介質(zhì)相同,聲波繼續(xù)通過(guò)疊加后的物體,在最下面的物體的底面反射),聲波的傳播時(shí)間改變，通過(guò)反射的時(shí)間不同從而斷定物體重疊。11、超聲波探傷的原理超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在螢光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。設(shè)計(jì)題：1、如圖A在一批異形工件上安裝有兩顆螺栓，如何設(shè)計(jì)檢測(cè)裝置在線檢測(cè)工件時(shí)是否如圖所示的缺螺栓？最佳的方式是把他按一定的順序放在輸送上往前輸送，在工件的上方相應(yīng)的位置設(shè)置兩傳感器，檢測(cè)螺栓相對(duì)傳感器的距離，然后根據(jù)距離與標(biāo)準(zhǔn)值的差異來(lái)判斷是否缺螺栓。3、如圖，如何設(shè)置傳感器，使貨箱被送到導(dǎo)軌上的叉車后，叉車能夠自動(dòng)把貨箱送到指定的倉(cāng)格內(nèi)？在升降機(jī)架上方加焊一橫梁，然后在上面安裝一單晶直探頭，再在倉(cāng)庫(kù)相應(yīng)每一格的頂端加焊相應(yīng)的定位條，就可以實(shí)現(xiàn)目的。5、設(shè)計(jì)4種或以上的用超聲波傳感器檢測(cè)水罐內(nèi)液體高度的方案。如圖上