超聲波傳感器葛君山課件

超聲波傳感器主講老師：葛君山超聲波傳感器主講老師：葛君山超聲波傳感器一超聲波的物理性質(zhì)二超聲波的發(fā)送與接收三超聲波傳感器應(yīng)用舉例四超聲波傳感器應(yīng)用注意事項單片機的并行IO接口氣體液體固體聲波機械波1.超聲波的物理性質(zhì)液體超聲波傳感器01次聲波頻率低于20Hz04特超聲波頻率范圍大于1GHz03超聲波頻率大于20K~1GHz02聲波頻率在20~20000Hz01020304超聲檢測中常用的工作頻率在0.25~20MHz范圍內(nèi)超聲波傳感器超聲波傳播方向質(zhì)點振動方向超聲波傳播方向質(zhì)點振動方向超聲波傳播方向質(zhì)點振動方向橫波縱波表面波超聲波固體固體固體、液體、氣體超聲波傳感器超聲波的衰減示意圖為吸收系數(shù)；為介質(zhì)的厚度超聲波傳感器2.超聲波的發(fā)送與接收

超聲波傳感器由發(fā)送傳感器和接收傳感器兩部分組成，成對使用。

發(fā)送傳感器

發(fā)送傳感器

發(fā)送電源換能器

將電磁振蕩能量變換成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波并向空中幅射提供高頻電流或電壓的電源壓電式磁致伸縮式如果將物質(zhì)(物體)如石英、壓電陶瓷等，置于電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種由外電場作用導(dǎo)致物質(zhì)(物體)產(chǎn)生機械變形的現(xiàn)象，稱之為換能器超聲頻電信號超聲波傳感器（1）壓電式超聲波傳感器-----利用壓電晶體的電致伸縮現(xiàn)象制成

逆壓電效應(yīng),或電致伸縮效應(yīng)。超聲波傳感器（2）磁致伸縮超聲波發(fā)生器-----利用某些鐵磁材料的磁致伸縮現(xiàn)象制成磁致伸縮超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的頻率只能在幾萬Hz以內(nèi)，但聲強可達幾千W/cm2.它與壓電式的發(fā)送器比較所產(chǎn)生的超聲波的頻率較低，而強度則大許多超聲波傳感器

接收傳感器

發(fā)送傳感器

壓電式超聲波接收器磁致伸縮超聲波接收器

當超聲波作用到磁致伸縮材料上時，使磁致材料伸縮引起內(nèi)部磁場變化，根據(jù)電磁感應(yīng)，磁致伸縮材料上所繞的線圈獲得感應(yīng)電動勢，再將此感應(yīng)電動勢送到測量電路及記錄顯示設(shè)備。當超聲波作用到電晶體片上時，使晶片伸縮，則在晶片的兩個界面上產(chǎn)生交變電荷，這種電荷先被轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)過放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出結(jié)果。而實際使用中，發(fā)送傳感器的壓電陶瓷的也可以用做接收器傳感器的壓電陶瓷。超聲波傳感器

接收傳感器

壓電式超聲波接收器

當超聲波作用到電晶體片上時，使晶片伸縮，則在晶片的兩個界面上產(chǎn)生交變電荷，這種電荷先被轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)過放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出結(jié)果。而實際使用中，發(fā)送傳感器的壓電陶瓷的也可以用做接收器傳感器的壓電陶瓷。磁致伸縮超聲波接收器

當超聲波作用到磁致伸縮材料上時，使磁致材料伸縮引起內(nèi)部磁場變化，根據(jù)電磁感應(yīng)，磁致伸縮材料上所繞的線圈獲得感應(yīng)電動勢，再將此感應(yīng)電動勢送到測量電路及記錄顯示設(shè)備。

發(fā)送傳感器超聲波傳感器3.超聲波應(yīng)用

超聲波探傷

主要用于檢測板材、鍛件和焊接縫等材料中缺陷，也可以測量材料的厚度高頻電源工件顯示放大電路接收探頭發(fā)射探頭超聲波傳感器超聲波傳感器

超聲波測厚度

高頻電源放大電路探頭δ工件T厚度計算公式:

測量出超聲波脈沖通過工件的時間t,經(jīng)過信號處理電路就可以直接讀出工

件的厚度超聲波傳感器

超聲波清洗

超聲波傳感器4.超聲波應(yīng)用注意事