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超声波传感器有哪些优缺点

   随着科技水平的高速发展在现实生活中,我们不难发现超声波传感器的应用身影。超声波传感器由于具有测量精度高,运行稳定,且具有温度补偿功能等特点被广泛用于制造、电力、冶金测得建材、化工、粮食、汽车、仓储、船舶、纺织、交通、勘探、液位、物位监测、明沟流量检测、机器人技术食品加工等行业,既可测量液体物料,也可测量固体物料行业的物液位测量。

   超声波虽然应用广泛但是俗话说的好金无足赤,人无完人。从大家以往对超声波传感器的了解和使用经验上来看,超声波传感器有没有什么优缺点,这些优缺点会不会给我们的生活带来一定的影响呢?这都是我们在深入了解超声波传感器时,需要注意的。下面我们针对这个问题进行了探究。

    首先我们先来说说超声波传感器的工作原理:超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器. 超声波探头主要由压 电晶片组成, 既可以发射超声波, 也可以接收超声波。压电式超声波发生器实际 上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。 当它的两极外加脉冲信号其频率等于压电晶片的固有振荡频率时, 压电晶片将会发生共振, 并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时, 将压迫压电晶片作振动, 将机械能转换为电信号, 这时它就成为超声波接收器了。小功率超声波探头多为探测作用, 它有许多不同的结构, 可分直探头 (纵波 ) 、 斜探头 (横波 ) 、 表面探头 (表面波 ) 、 兰姆波探头 (兰姆波 ) 、 双探头 (一个探头反射、 一个探头接收 ) 

     其次利用超声波特性测量物体有许多优越性那是因为超声波具有频率高、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。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”,广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

  但是由于压电材料的居里点一般比较高,特别是诊断用超声波探头使用超声波传感器功率较小,工作温度比较低,可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备。灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。原因有三: 

1、驱动电压较高,一般100Vp-p1500Vp-p之间,在很多低压设备上需要脉冲变压器升压,但也会随之带来一些复杂问题。如果有3~5V低压驱动(较大功率)的传感器就更好了;

2、现在的超声波传感器频率都相对固定,例如40KHz的传感器,只能用在38-42KHz上,其它频率的也类似,目前几乎见不到频域范围广的传感器,例如40KHz~500KHz这样的产品;

3、灵敏度,最好能再高一些;

  可见超声波传感器能够发出、接受并分析出我们人耳无法察觉到的声音。在检测方面利用超声波传感器能够做到超声波测距、超声波探伤等功能,可以用在探测海底沉船、敌方潜艇和显示金属内伤等方面。这些都能够应用于工业、农业、轻工业以及医疗等各技术领域,与我们的生活息息相关。


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