是因为它的各种特点所以,超声波检测广泛应用在生物医学,国防等各个领域。Р2.1.超声波传感器Р用超声波作为检测的方法,首先必须有能产生超声波的元件。完成这项任务的元器件就是超声波传感器了,我们习惯上叫它超声波换能器,或是超声波探头。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成传感器,超成波探头按其结构可分为直探头,斜探头,双探头和液侵探头。按其工作原理又可以分为压电式,磁致伸缩式,电磁式等[2]。在实际中比较常用是压电式探头,它其实是利用了压电效应原理,压电效应又可分为逆压电效应和正压电效应。超声波传感器是一种可逆元件,而压电式超声波就是利用这一原理,也就是电信号和超声波信号的相互转化来。在超声波的发射这一过程中,是将电信号转化为发射的超声波信号;而在超声波接受过程中,主要是将超声波信号转化为电信号的过程。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点[3]。Р超声波传感器是由两个压电晶片和一个共振板组成。当给它外加一个脉冲信号时,当其频率和压电晶片的固有频率相等时,压电晶片就会产生共振现象,进而带动共振板产生振动,就是超声波发射器了[2]。超声波发射器如图2-1所示:Р图2-1 超声波发射器Р若两电极之间没有电压,共振板接收到超声波信号时,迫使压电晶片产生振动,这样就将机械能转换为电能,此时就是超声波接收器了[2]。超声波接收器如图2-2所示:Р图2-2 超声波接收器Р2.2.超声波测距的原理与方式Р2.2.1.超声波测距的工作原理Р超声波测距原理就是利用超声波发射器发射信号,从刚发射超声波时就开始计时,信号在介质中传播,在传播的过程中遇到障碍物就马上返回,超声波接收器收到反射回来的信号时就立即停止计时。超声波在空气中传播速度v,一般情况认为是340m/s,根据记录时间t就可以计算出发射点距障碍物的距离s,即:
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