人们能听到声音是由(you)于(yu)物(wu)体振动产生的(de),它的(de)频率在20HZ-20KHZ范围(wei)内,超过20KHZ称(cheng)为超声波,低于(yu)20HZ的(de)称(cheng)为次声波。常用的(de)超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体 中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波,其频率较低,一般为几十KHZ,而在固体、液体中则 频率可用得较高。在空气中衰减较快,而在液体及固体中传播,衰减较小,传播较远。利用超声波的特性,可做成各种BAUMER超声波传感器,配上不同(tong)的电路,制成各种超声测量(liang)仪器(qi)及装置,并在通迅,医(yi)疗家(jia)电等(deng)各方面得到广泛应(ying)用。
BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)主要材料有(you)(you)压电(dian)晶体(电(dian)致伸缩)及(ji)镍铁(tie)铝合金(jin)(磁(ci)致伸缩)两类。电(dian)致伸缩的材料有(you)(you)锆钛(tai)酸(suan)铅(PZT)等(deng)。压电(dian)晶体组成的BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是一种(zhong)(zhong)可逆传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi),它(ta)(ta)(ta)可以(yi)将(jiang)电(dian)能(neng)(neng)转(zhuan)变成机械振荡而产生(sheng)超(chao)声波(bo),同时它(ta)(ta)(ta)接收(shou)到(dao)超(chao)声波(bo)时,也能(neng)(neng)转(zhuan)变成电(dian)能(neng)(neng),所以(yi)它(ta)(ta)(ta)可以(yi)分成发(fa)(fa)送(song)(song)(song)器(qi)(qi)或(huo)接收(shou)器(qi)(qi)。有(you)(you)的BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)既作(zuo)发(fa)(fa)送(song)(song)(song),也能(neng)(neng)作(zuo)接收(shou)。这(zhei)里(li)仅介绍小型(xing)(xing)BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi),发(fa)(fa)送(song)(song)(song)与接收(shou)略有(you)(you)差别(bie),它(ta)(ta)(ta)适用(yong)于在空气中传(chuan)(chuan)播,工作(zuo)频率一般为(wei)23-25KHZ及(ji)40-45KHZ。这(zhei)类传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)适用(yong)于测(ce)距、遥(yao)控(kong)(kong)、防盗(dao)等(deng)用(yong)途。该(gai)种(zhong)(zhong)有(you)(you)T/R-40-60,T/R-40-12等(deng) (其中T表(biao)(biao)(biao)示发(fa)(fa)送(song)(song)(song),R表(biao)(biao)(biao)示接收(shou),40表(biao)(biao)(biao)示频率为(wei)40KHZ,16及(ji)12表(biao)(biao)(biao)示其外径尺寸,以(yi)毫米计)。另(ling)有(you)(you)一种(zhong)(zhong)密(mi)封(feng)式BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(MA40EI型(xing)(xing))。它(ta)(ta)(ta)的 特点(dian)是具有(you)(you)防水作(zuo)用(yong)(但不能(neng)(neng)放(fang)入(ru)水中),可以(yi)作(zuo)料位及(ji)接近(jin)开关用(yong),它(ta)(ta)(ta)的性能(neng)(neng)较好。超(chao)声波(bo)应(ying)用(yong)有(you)(you)三(san)种(zhong)(zhong)基(ji)本类型(xing)(xing),透(tou)射(she)型(xing)(xing)用(yong)于遥(yao)控(kong)(kong)器(qi)(qi),防盗(dao)报(bao)警(jing)器(qi)(qi)、自动门、接近(jin)开关等(deng);分离式反射(she)型(xing)(xing)用(yong)于测(ce)距、液位或(huo)料位;反射(she)型(xing)(xing)用(yong)于材料探(tan)伤、测(ce)厚等(deng)。
由(you)发送(song)(song)传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(或称波发送(song)(song)器(qi)(qi)(qi)(qi))、接(jie)(jie)收传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(或称波接(jie)(jie)收器(qi)(qi)(qi)(qi))、控制部分(fen)与电源部分(fen)组(zu)成(cheng)。发送(song)(song)器(qi)(qi)(qi)(qi)传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)由(you)发送(song)(song)器(qi)(qi)(qi)(qi)与使用(yong)直径为15mm左右的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)振子(zi)换(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)(qi)组(zu)成(cheng),换(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)(zuo)用(yong)是将陶(tao)瓷(ci)(ci)振子(zi)的(de)电振动能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)转(zhuan)换(huan)成(cheng)超能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)并向(xiang)空中辐(fu) 射(she);而接(jie)(jie)收传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)由(you)陶(tao)瓷(ci)(ci)振子(zi)换(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)(qi)与放大(da)电路组(zu)成(cheng),换(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)(qi)接(jie)(jie)收波产生(sheng)机械振动,将其变换(huan)成(cheng)电能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang),作(zuo)(zuo)为传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)接(jie)(jie)收器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)输出,从而对(dui)发送(song)(song)的(de)超进(jin)行(xing)检(jian)测(ce).而实 际(ji)使用(yong)中,用(yong)作(zuo)(zuo)发送(song)(song)传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)振子(zi)也可以用(yong)作(zuo)(zuo)接(jie)(jie)收器(qi)(qi)(qi)(qi)传(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)社的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)振子(zi)。控制部分(fen)主要对(dui)发送(song)(song)器(qi)(qi)(qi)(qi)发出的(de)脉(mai)冲(chong)链频率(lv)、占空比及稀疏(shu)调制和(he)计数(shu)及探测(ce)距(ju)离等进(jin)行(xing)控制。
工作程式
若对发送传(chuan)感器(qi)内谐振频(pin)率为(wei)40KHz的(de)压(ya)(ya)(ya)电陶瓷(ci)片(pian)(双晶振子(zi))施加40KHz高(gao)频(pin)电压(ya)(ya)(ya),则压(ya)(ya)(ya)电陶 瓷(ci)片(pian)就(jiu)根(gen)据所加高(gao)频(pin)电压(ya)(ya)(ya)极(ji)性伸长与缩短,于是(shi)(shi)发送40KHz频(pin)率的(de)超声波(bo),其超声波(bo)以疏密形式传(chuan)播(疏密程度可(ke)(ke)由控制电路调制),并(bing)传(chuan)给(ji)波(bo)接收(shou)(shou)器(qi)。接收(shou)(shou)器(qi) 是(shi)(shi)利(li)(li)用压(ya)(ya)(ya)力传(chuan)感器(qi)所采用的(de)压(ya)(ya)(ya)电效(xiao)应(ying)的(de)原理,即在压(ya)(ya)(ya)电元件上(shang)(shang)施加压(ya)(ya)(ya)力,使压(ya)(ya)(ya)电元件发生应(ying)变,则产生一(yi)面(mian)为(wei)“+ ”极(ji),另一(yi)面(mian)为(wei)“-”极(ji)的(de)40KHz正弦电 压(ya)(ya)(ya)。因该高(gao)频(pin)电压(ya)(ya)(ya)幅值较小,故必(bi)须进(jin)行放大。 BAUMER超声波(bo)传(chuan)感器(qi)使得驾驶员可(ke)(ke)以安全地(di)倒(dao)车(che),其原理是(shi)(shi)利(li)(li)用探(tan)测倒(dao)车(che)路径上(shang)(shang)或附近(jin)存在的(de)任何障(zhang)碍物,并(bing)及时发出警告。所设计的(de)检(jian)测系(xi)统可(ke)(ke)以同时提供声光并(bing)茂的(de)听觉和(he)(he)视觉警告,其警告表示是(shi)(shi)探(tan)测到了在盲区(qu)内障(zhang)碍物的(de)距离和(he)(he)方(fang)向。这样,在狭窄的(de)地(di)方(fang)不管是(shi)(shi)泊(bo)车(che)还是(shi)(shi)开车(che), 借助(zhu)倒(dao)车(che)障(zhang)碍报警检(jian)测系(xi)统,驾驶员心理压(ya)(ya)(ya)力就(jiu)会减少,并(bing)可(ke)(ke)以游刃有余地(di)采取必(bi)要的(de)动(dong)作。
系统构成
由(you)发(fa)(fa)送(song)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi) ( 或(huo)称(cheng)波(bo)发(fa)(fa)送(song)器(qi)(qi)(qi) ) 、接(jie)收(shou)(shou)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi) ( 或(huo)称(cheng)波(bo)接(jie)收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi) ) 、控(kong)(kong)制部(bu)分与(yu)电源(yuan)(yuan)部(bu)分组成。发(fa)(fa)送(song)器(qi)(qi)(qi)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)由(you)发(fa)(fa)送(song)器(qi)(qi)(qi)与(yu)使(shi)用(yong)直径(jing)为 15mm 左(zuo)右的(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)振(zhen) 子换(huan)能(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)组成,换(huan)能(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)作用(yong)是(shi)将陶(tao)瓷(ci)振(zhen)子的(de)(de)(de)电振(zhen)动能(neng)(neng)量转换(huan)成超(chao)(chao)能(neng)(neng)量并向空中辐射;而接(jie)收(shou)(shou)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)由(you)陶(tao)瓷(ci)振(zhen)子换(huan)能(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)与(yu)放(fang)大(da)电路组成,换(huan)能(neng)(neng)器(qi)(qi)(qi)接(jie)收(shou)(shou)波(bo)产生机(ji)械振(zhen)动, 将其变换(huan)成电能(neng)(neng)量,作为传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)接(jie)收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)输出,从而对发(fa)(fa)送(song)的(de)(de)(de)超(chao)(chao)进(jin)行检测 . 而实(shi)际(ji)使(shi)用(yong)中,用(yong)发(fa)(fa)送(song)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)振(zhen)子的(de)(de)(de)也可(ke)以用(yong)做(zuo)接(jie)收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)社的(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)振(zhen)子。 控(kong)(kong)制部(bu)分主要对发(fa)(fa)送(song)器(qi)(qi)(qi)发(fa)(fa)出的(de)(de)(de)脉(mai)冲链(lian)频率、占空比(bi)及稀(xi)疏调制和(he)计数及探测距(ju)离(li)等(deng)进(jin)行控(kong)(kong)制。BAUMER超(chao)(chao)声(sheng)波(bo)传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)电源(yuan)(yuan) ( 或(huo)称(cheng)信号源(yuan)(yuan) ) 可(ke) 用(yong) DC12V ± 10 % 或(huo) 24V ± 10 % 。
工作模式
BAUMER超声(sheng)(sheng)波传感器(qi)利用声(sheng)(sheng)波介质对被检(jian)测(ce)(ce)物进行非(fei)接触式(shi)无磨损的检(jian)测(ce)(ce)。BAUMER超声(sheng)(sheng)波传感器(qi)对透明或有色(se)物体(ti),金属(shu)或非(fei)金属(shu)物体(ti),固(gu)体(ti)、液体(ti)、粉状物质均(jun)能检(jian)测(ce)(ce)。其检(jian)测(ce)(ce)性能几乎(hu)不受(shou)任(ren)何(he)环(huan)境(jing)条(tiao)件的影响(xiang),包括烟尘(chen)环(huan)境(jing)和雨天。
检测模式
BAUMER超声波传(chuan)感(gan)器主要采用(yong)直接反射式的(de)检(jian)测(ce)模式。位(wei)于传(chuan)感(gan)器前(qian)面的(de)被检(jian)测(ce)物通过将发(fa)射的(de)声波部分地发(fa)射回传(chuan)感(gan)器的(de)接收(shou)器,从(cong)而使(shi)传(chuan)感(gan)器检(jian)测(ce)到(dao)被测(ce)物。
还有部分BAUMER超声(sheng)(sheng)波传(chuan)感器(qi)(qi)采(cai)用(yong)对射式的检测模式。一(yi)套对射式BAUMER超声(sheng)(sheng)波传(chuan)感器(qi)(qi)包括一(yi)个发射器(qi)(qi)和(he)一(yi)个接(jie)(jie)收器(qi)(qi),两(liang)者之间持续保持“收听(ting)”。位(wei)于接(jie)(jie)收器(qi)(qi)和(he)发射器(qi)(qi)之间的被检测物将(jiang)(jiang)会阻断(duan)接(jie)(jie)收器(qi)(qi)接(jie)(jie)收发射的声(sheng)(sheng)波,从(cong)而传(chuan)感器(qi)(qi)将(jiang)(jiang)产生开关信(xin)号(hao)。
检测范(fan)围和(he)声波发射角
BAUMER超声(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)传感器的(de)(de)(de)(de)检(jian)(jian)(jian)测(ce)范围取决于其使(shi)用的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)长(zhang)和频率(lv)。波(bo)(bo)(bo)长(zhang)越(yue)长(zhang),频率(lv)越(yue)小,检(jian)(jian)(jian)测(ce)距离越(yue)大,如具(ju)有(you)毫米(mi)级波(bo)(bo)(bo)长(zhang)的(de)(de)(de)(de)紧凑型传感器的(de)(de)(de)(de)检(jian)(jian)(jian)测(ce)范围为300~500mm 波(bo)(bo)(bo)长(zhang)大于5mm的(de)(de)(de)(de)传感器检(jian)(jian)(jian)测(ce)范围可达8m。一些(xie)传感器具(ju)有(you)较(jiao)(jiao)窄的(de)(de)(de)(de)6o声(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)发(fa)射(she)角,因而更适合(he)(he)精确检(jian)(jian)(jian)测(ce)相(xiang)对较(jiao)(jiao)小的(de)(de)(de)(de)物体。另一些(xie)声(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)发(fa)射(she)角在12o至15o的(de)(de)(de)(de) 传感器能够(gou)检(jian)(jian)(jian)测(ce)具(ju)有(you)较(jiao)(jiao)大倾角的(de)(de)(de)(de)物体。此(ci)外(wai),我们(men)还有(you)外(wai)置探头型的(de)(de)(de)(de)超声(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)传感器,相(xiang)应的(de)(de)(de)(de)电(dian)子线路位于常规传感器外(wai)壳内。这种结构(gou)更适合(he)(he)检(jian)(jian)(jian)测(ce)安(an)装空间有(you)限的(de)(de)(de)(de)场合(he)(he)。
应用
在现实生活中,我(wo)们不难发现超声波传(chuan)感器的(de)(de)应(ying)(ying)用(yong)身影。随着科(ke)技(ji)水平的(de)(de)高速发展,BAUMER超声波传(chuan)感器的(de)(de)使用(yong)范围也愈来(lai)愈广泛(fan)。在人类发展史上,BAUMER超声波传(chuan)感器的(de)(de)应(ying)(ying)用(yong)无(wu)处(chu)不在,只要人类可以想象(xiang)到的(de)(de)地方,它(ta)都能涉足一脚(jiao)。杂交水稻的(de)(de)发现,原(yuan)子(zi)核和(he)氢弹的(de)(de)发现,大大缩短了(le)我(wo)国(guo)(guo)和(he)其(qi)他先进国(guo)(guo)家的(de)(de)距离,为我(wo)国(guo)(guo)的(de)(de)经济(ji)注(zhu)入(ru)了(le)活力。超声波传(chuan)感器应(ying)(ying)用(yong)如此广泛(fan),你真正知道它(ta)的(de)(de)原(yuan)理和(he)应(ying)(ying)用(yong)范围吗?
BAUMER超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)传感(gan)器是利(li)用超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)的(de)特(te)性(xing)研制而(er)成的(de)传感(gan)器。超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)是一种振动频(pin)率高于(yu)声(sheng)(sheng)波(bo)的(de)机械波(bo),由换能晶片在电(dian)压的(de)激励下(xia)发生(sheng)(sheng)振动产生(sheng)(sheng)的(de),它具有频(pin)率高、波(bo)长短、绕射现象小(xiao),特(te)别是方(fang)向性(xing)好(hao)、能够(gou)成为射线(xian)而(er)定向传播等特(te)点。超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)对液体、固体的(de)穿透(tou)本领很大,尤其(qi)是在阳光(guang)不透(tou)明(ming)的(de)固体中,它可(ke)穿透(tou)几(ji)十米的(de)深度。超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)碰(peng)到杂(za)质(zhi)或分(fen)界面(mian)会产生(sheng)(sheng)显著(zhu)反射形(xing)成反射成回(hui)波(bo),碰(peng)到活动物体能产生(sheng)(sheng)多普勒(le)效应。因此超(chao)声(sheng)(sheng)波(bo)检测广泛应用在工业、国防、生(sheng)(sheng)物医学等方(fang)面(mian)。
超(chao)(chao)声波(bo)探鱼器(qi):超(chao)(chao)声波(bo)测量(liang)技术其原(yuan)理很简单,说得高(gao)档点(dian)的名(ming)称叫“多普拉效应”,山(shan)村(cun)孩童便叫“回音(yin)”,就如在(zai)一(yi)(yi)山(shan)谷(gu)叫一(yi)(yi)声“你(ni)好吗(ma)”,不一(yi)(yi)会听(ting)见好像有人学你(ni)的说话一(yi)(yi)样(yang)“你(ni)...好...吗(ma)...”。人们正由此点(dian),开发(fa)出超(chao)(chao)声波(bo)测量(liang)技术。像自(zi)然界中,以蝙(bian)蝠(fu)都可算为代表(biao)了,在(zai)蝙(bian)蝠(fu)洞(dong)里既(ji)要(yao)觅食,又要(yao)用声波(bo)测距,而要(yao)在(zai)洞(dong)内用超(chao)(chao)声波(bo)测距是一(yi)(yi)件(jian)很困难的事情(qing),很先进的科技产(chan)品(pin)也做(zuo)不到。
在医学检(jian)测上的(de)(de)应用:B超(chao)用于检(jian)测液位的(de)(de)超(chao)声波(bo)传感器:
●声波漫反射式接近传感器用(yong)于(yu)检测液(ye)位
●声波反(fan)射式设计(ji)用(yong)于(yu)检测远处的(de)目标(biao)
●声波接近传感(gan)器(qi)可有模拟量输出(chu),可适用(yong)于精确(que)的连续控制(zhi).
●模拟量输出信号和被(bei)测物距(ju)离(li)的线性斜率可调,满足各(ge)种控制要求.
●声波接(jie)近传感器(qi)可(ke)有两个开关点设置,并可(ke)通(tong)过按钮方便(bian)的设置.
●方形和(he)原柱形设计满足不同的现场安(an)装要求.
BAUMER超(chao)声波(bo)传(chuan)感器在质检方面(mian)的应(ying)用——超(chao)声波(bo)探伤(shang)仪,超(chao)声波(bo)探伤(shang)仪主要应(ying)用于金属工件(jian)内部(bu)的质量检测,如检测金属是否有(you)气(qi)泡(pao),焊(han)(han)接部(bu)位(wei)是否有(you)未焊(han)(han)透等缺陷等。现(xian)以超(chao)声波(bo)电子束焊(han)(han)缝检测系统为例来说明(ming)超(chao)声波(bo)探伤(shang)仪的应(ying)用
BAUMER超声波传感器在各国无不受到各界人士的喜爱。对于高科技这个词,我们并不陌生,电脑,手机等的使用,已使我国进入了科技时代。超声波探鱼器可以让人们探索到地下何处有水源,水中何处鱼群较多;B超中的超声波探测器可以让妈妈们看到腹中的孩子;除此之外,超声波传感器还可以用于医疗等机构,可以化疗癌症等疾病。通过上文的介绍,相信大家已经对BAUMER超声波传感器有了详细的认识吧!