磁致伸縮式超聲波傳感器了解嗎?超聲波傳感器測(cè)距的原理是什么?
本文中,小編將對(duì)超聲波傳感器予以介紹,如果你想對(duì)超聲波傳感器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)超聲波傳感器的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、磁致伸縮式超聲波傳感器
鐵磁材料在交變的磁場(chǎng)中沿著磁場(chǎng)方向產(chǎn)生伸縮的現(xiàn)象,稱為磁致伸縮效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng) 的強(qiáng)弱即材料伸長(zhǎng)縮短的程度,因鐵磁材料的不同而各異。鎳的磁致伸縮效應(yīng)最大,如果先加一定的直流磁場(chǎng),再通以交變電流時(shí),它可以工作在特性最好的區(qū)域。磁致伸縮傳感器的材料除鎳外,還有鐵鉆釩合金和含鋅、鎳的鐵氧體。它們的工作效率范圍較窄,僅在幾萬(wàn)赫茲以內(nèi),但功率可達(dá)十萬(wàn)瓦,聲強(qiáng)可達(dá)幾千瓦每平方毫米,且能耐較高的溫度。
磁致伸縮式超聲波發(fā)生器是把鐵磁材料臵于交變磁場(chǎng)中,使它產(chǎn)生機(jī)械尺寸的交替變化即機(jī) 械振動(dòng),從而產(chǎn)生出超聲波。它是用幾個(gè)厚為 0.1-0.4mm 的鎳片疊加而成,片間絕緣以減少 渦流損失,其結(jié)構(gòu)形狀有矩形、窗形等。磁致伸縮式超聲波接收器的原理是:當(dāng)超聲波作用在磁致伸縮材料上時(shí),引起材料伸縮,從而導(dǎo)致它的內(nèi)部磁場(chǎng)(即導(dǎo)磁特性)發(fā)生改變。根據(jù)電磁感應(yīng),磁致伸縮材料上所繞的線圈里便獲得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此電勢(shì)送到測(cè)量電路,最后記錄或顯示出來(lái)。
常見(jiàn)的超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接受超聲波。小功率超聲 探頭多作檢測(cè)作用。它有很多不同的構(gòu)造,可分直探頭、斜探頭、表面波探頭、蘭姆波探頭、雙探頭等。醫(yī)療是其最主要的應(yīng)用之一,下面以醫(yī)療為例子說(shuō)明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。超聲波在醫(yī)療上的應(yīng)用主要是診斷疾病,它逐漸成為了臨床醫(yī)學(xué)中不可缺失的診斷方法。
二、超聲波傳感器測(cè)距的原理
通過(guò)上面的介紹,想必大家已經(jīng)了解了什么是磁致伸縮式超聲波傳感器。在這部分,我們主要來(lái)了解一下超聲波傳感器測(cè)距的方法以及超聲波傳感器測(cè)距的原理。
常用的超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個(gè)探頭發(fā)射、一個(gè)探頭接收)等。
目前超聲波測(cè)距的方法有多種:如往返時(shí)間檢測(cè)法、相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法。其原理是超聲波傳感器發(fā)射一定頻率的超聲波,借助空氣媒質(zhì)傳播,到達(dá)測(cè)量目標(biāo)或障礙物后反射回來(lái),經(jīng)反射后由超聲波接收器接收脈沖,其所經(jīng)歷的時(shí)間即往返時(shí)間,往返時(shí)間與超聲波傳播的路程的遠(yuǎn)近有關(guān)。
超聲波測(cè)距原理是通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播時(shí)碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。而超聲波測(cè)距傳感器,采用超聲波回波測(cè)距原理,運(yùn)用精確的時(shí)差測(cè)量技術(shù),檢測(cè)傳感器與目標(biāo)物之間的距離,采用小角度,小盲區(qū)超聲波傳感器,具有測(cè)量準(zhǔn)確,無(wú)接觸,防水,防腐蝕,低成本等優(yōu)點(diǎn)。超聲波測(cè)距傳感器常用的方式是1個(gè)放射頭對(duì)應(yīng)1個(gè)接收頭,也是多個(gè)發(fā)射頭對(duì)應(yīng)1個(gè)接收頭基于超聲波測(cè)距的簡(jiǎn)單、易于操作和無(wú)損傷等特點(diǎn)所以
要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間,即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距傳感器的工作原理。
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