常用传感器6超声波资料.ppt

2.6超声波传感器一、超声检测的物理基础概述：声波的分类1.次声波2.可闻声波3.超声波蝙蝠依靠超声波捕食超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。压电陶瓷或磁致伸缩材料在高电压窄脉冲作用下，可得到较大功率的超声波，可以被聚焦，能用于集成电路及塑料的焊接。超声波金丝焊接机超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。超声波在医学检查中的应用超声波用于高效清洗超声波清洗原理及清洗器（参考湖南省浏阳市医用仪具厂、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料）第一节超声波物理基础一、超声检测的物理基础纵波纵波横波表面波超声波的波形及其传播速度波的反射和折射波型的转换式中，α为入射角，α1、α2为纵波与横波的反射角，、为纵波与横波的折射角；
cL、cL1、cL2分别为入射介质、反射介质与折射介质内的纵波速度，cs1、cs2分别为反射介质与折射介质内的横波速度。

如果第二介质为液体或气体，则仅有纵波，而不会产生横波和表面波。
（1）纵波全反射：折射波中便只有横波存在
（2）横波全反射：介质的分界面上只传播表面波。
式中，P0、I0分别为声源处的声压和声强，P、I分别为距声源处的声压和声强，为衰减系数，单位为Np/cm（奈培/厘米）超声波检测中，首先要把超声波发射出去，然后再把超声波接收回来，变换成电信号，完成这一工作的装置就是超声波传感器，也称为超声波换能器或超声波探头。
超声波探头按其作用原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。
超声波探头超声波检测技术的应用超声波换能器及耦合技术各种超声波探头接触式直探头原理接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）各种接触式斜探头接触法双晶直探头各种双晶直探头接触法双晶斜探头（续）水浸探头（可用自来水作为耦合剂）聚焦探头聚焦探头原理及外形超声波探头中的压电陶瓷芯片压电陶瓷的主要性能指标耦合剂空气超声探头空气超声探头（续）空气超声探头外形空气超声探头外形（续）空气传导超声波电脉冲发生器超声波传感器的应用超声波传感器应用举例超声波传感器应用举例（续）超声波传感器应用举例（续）叠放高度测量超声波传感器应用举例（续）超声波传感器应用举例（续）机械手定位纸卷直径检测平整度测量超长距离检测流水线计数一、超声波流量计测量流量原理分类F1发射的超声波到达F2的时间较短频率差法测量流量原理：F1、F2是完全相同的超声探头，安装在管壁外面，通过电子开关的控制，交替地作为超声波发射器与接收器用。首先由F1发射出第一个超声脉冲，它通过管壁、流体及另一侧管壁被F2接收，此信号经放大后再次触发F1的驱动电路，使F1发射第二个声脉冲。紧接着，由F2发射超声脉冲，而F1作接收器，可以测得F1的脉冲重复频率为f1。同理可以测得F2的脉冲重复频率为f2。顺流发射频率f1与逆流发射频率f2的频率差f与被测流速v成正比。发射、接收探头也可以安装在管道的同一侧同侧式超声波流量计的使用超声波流量计现场使用超声波多普勒测量车速多普勒效应超声波多普勒测量风速超声波测距超声波测厚手持式超声波测厚仪某超声波测厚仪指标超声波测厚超声波手持式测厚双晶超声波测厚探头双晶超声波测厚探头（续）超声波测量液位和物位原理超声波液位计原理超声波测量液位和物位超声防盗报警器补充材料无损探伤无损探伤的方法磁粉检测法X光探伤计算机断层成像技术(CT)探伤（参考中国工程物理研究院应用电子学研究所资料）CT探伤成像（参考中国工程物理研究院应用电子学研究所资料）超声波探伤A型超声波探伤钢轨探伤车高速钢轨探伤车铁路钢轨探头管道环焊缝超声波检测装置超声探伤仪构件的超声探伤构件的超声探伤（续）构件的超声探伤探头回波脉冲形状和频谱包络超声探伤的计算