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大中小超聲波傳感器的工作原理解釋2015-09-04迎風(fēng)初開(kāi)展開(kāi)全文超聲波傳感器的工作原理解釋人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的,它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內,超過(guò)20KHZ稱(chēng)為超聲波,低于20HZ的稱(chēng)為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱向振蕩(縱波)。在工業(yè)中應用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現象,并且在傳播過(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波,其頻率較低,一般為幾十KHZ,而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快,而在液體及固體中傳播,衰減較小,傳播較遠。利用超聲波的特性,可做成各種超聲傳感器,配上不同的電路,制成各種超聲測量?jì)x器及裝置,并在通迅,**家電等各方面得到廣泛應用。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類(lèi)。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器,它可以將電能轉變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時(shí)它接收到超聲波時(shí),也能轉變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送。通過(guò)發(fā)射高頻聲波并測量其返回時(shí)間,超聲波傳感器能夠準確計算出與目標之間的距離。溫州檢測玻璃超聲波傳感器
在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,用各種傳感器來(lái)監測和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數,如溫度、壓力、流量,等等,以便使設備工作在佳狀態(tài),產(chǎn)品達到好的質(zhì)量。20世紀中葉,人們發(fā)現某些介質(zhì)的晶體(如石英晶體、酒石酸鉀鈉晶體、PZT晶體等)在高電壓窄脈沖作用下,能產(chǎn)生較大功率的超聲波。它與可聞聲波不同,可以被聚焦,能用于集成電路的焊接、顯像管內部的清洗;在檢測方面,利用超聲波有類(lèi)似于光波的折射、反射的特性,制作超聲波納探測器,可以用于探測海底沉船、敵方潛艇,等等。溫州**光柵超聲波傳感器超聲波傳感器體積小巧,安裝方便,可以靈活布置在產(chǎn)品上,使用簡(jiǎn)單,無(wú)需復雜的操作和設置。
根據步進(jìn)電機每一步走過(guò)時(shí)存儲的信息來(lái)計算**近點(diǎn)。在基準坐標和**近點(diǎn)間,用步進(jìn)電機所走過(guò)的角度確定機器人與墻面的偏角,然后偏角傳達給車(chē)輪驅動(dòng)控制系統以調整方位角。搜尋障礙物采用步進(jìn)電機帶動(dòng)超聲波傳感器旋轉的方式在功能上近似于多傳感器檢測。移動(dòng)機器人通常采用周身圍繞固定多個(gè)超聲波傳感器來(lái)獲取更多的信息,從而增加搜索障礙物的范圍,確定目標方向和邊界信息。與之相比,采用旋轉的方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是可以根據障礙物的緊密程度自動(dòng)調整檢測的密度。采用增加傳感器的數量是受自身條件限制的,而旋轉方式的緊密只和步進(jìn)電機的步距角相關(guān)。檢測密度的增加可以**提高對角度的分辨力,從而加強對目標方向和邊界信息的確定。4結語(yǔ)本系統是對超聲波傳感器功能上的一次延伸,是對移動(dòng)機器人的現有探測系統的一個(gè)很好的補充。其在實(shí)驗應用中得到充分的展示,他在障礙物探測和機器人位姿的調整上具有一定的實(shí)用性。但該方法在實(shí)時(shí)性、精確性上有待進(jìn)一步提高。
還將使汽輪機生產(chǎn)水沖擊,引起破壞性事故。水位過(guò)低時(shí)會(huì )影響鍋爐的水循環(huán),造成局部水冷壁管過(guò)熱,超溫爆表,嚴重缺水時(shí)造成鍋爐。尤其在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中,爐內參數邊變化很大,水位變動(dòng)也大;在化工廠(chǎng)的“塔罐”里,進(jìn)行著(zhù)劇烈的化學(xué)反應,有時(shí)需要嚴格控制罐體內液體的位置,以避免超過(guò)指定位置時(shí),發(fā)生危險,另外這些塔罐內的介質(zhì)進(jìn)出,多出動(dòng)設備運輸,在動(dòng)設備啟、停條件里,液位就是一個(gè)重要的參數。如果液位測量失靈就有損壞動(dòng)設備的危險。罐體液位測量當期國內外對罐體液位測量作了一定的研究,由于在眾多液位測量的儀器中,基于超聲波的液位測量應用前景較好,它屬于非接觸型液位測量,具有價(jià)格較為適中、安裝使用方便、精度較高等優(yōu)點(diǎn)。超聲波液位傳感器利用超聲波在空氣介質(zhì)中的傳播,遇到物體或液體,在介質(zhì)初將產(chǎn)生反射并有部分聲波能被反射至生源,通過(guò)測量聲波往返傳播時(shí)間,利用聲波傳播速度,可計算得到生源至被測物體或液面的距離,超聲波液位測量具有很多其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn):1、測量精度高2、響應時(shí)間短、可以方便的實(shí)現無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測量。但是超聲波液位測量也存在一定的局限性:超聲波的波速修正比較困難,這是因為超聲波速度受多種因素影響。超聲波傳感器可以用于測量物體的形狀,例如在三維掃描儀中用于獲取物體的幾何形狀。
因而一種方法就是利用這2個(gè)臨界點(diǎn),來(lái)找尋其波束與墻垂直的角度(即與墻距離**近點(diǎn)),步進(jìn)電機帶動(dòng)超聲波旋轉找尋這2個(gè)臨界點(diǎn)。當連續檢測到兩相鄰的值低于2mm時(shí),認為已進(jìn)入穩定區,則前后出現變化的點(diǎn)設為臨界點(diǎn),在這臨界點(diǎn)內的所有點(diǎn)都記下來(lái),然后求取中點(diǎn),中點(diǎn)位置即是墻面與超聲波傳感器的**近點(diǎn)。如圖6所示為其中一組所測數據,在72°~108°內,是距離測量的穩定區域,而在這之外,所測距離的相鄰偏差超過(guò)8mm,而且隨著(zhù)角度的旋向兩邊時(shí)將進(jìn)一步拉大。在50cm與200cm內改變一體式超聲波傳感器與墻面距離進(jìn)行實(shí)驗,其結果與墻面垂直角度所測誤差限制在2個(gè)步距角內。探測系統應用于機器人沿墻導航自主式移動(dòng)機器人是在運動(dòng)過(guò)程中探測當前環(huán)境的信息。每次探測的距離信息都以當前機器人的運動(dòng)姿態(tài)為前提來(lái)測量。而在沿墻直線(xiàn)行走過(guò)程中,機器人是通過(guò)測距和自身姿態(tài)的共同感知保證運行軌跡的準確性。超聲波測距已被***運用,在試驗超聲波探測角度與測距的關(guān)系后,則可以根據計算**近點(diǎn)的方法用超聲波傳感器來(lái)測量車(chē)身的方位角(確定自身姿態(tài))。所測**近點(diǎn)是機器人實(shí)際與墻面的距離,通過(guò)簡(jiǎn)易編碼器上的直射紅外傳感器1來(lái)確定機器人的基準坐標。超聲波傳感器工作時(shí)消耗的能量較低,具有較高的能源利用效率,符合節能環(huán)保的要求。溫州檢測玻璃超聲波傳感器
超聲波傳感器能夠檢測到人體無(wú)法察覺(jué)的聲波信號,從而實(shí)現對隱蔽目標的探測和識別。溫州檢測玻璃超聲波傳感器
控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比、稀疏調制和計數及探測距離等進(jìn)行控制。超聲波傳感器電源可用DC12V±10%或24V±10%。5.超聲波探頭超聲波換能器又稱(chēng)超聲波探頭。超聲波換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數種,在檢測技術(shù)中主要采用壓電式。由于其結構不同,換能器又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭,等等。本文以固體傳導介質(zhì)為例,簡(jiǎn)要介紹以下三種探頭。(1)單晶直探頭。俗稱(chēng)直探頭,其壓電晶片采用PZT壓電陶瓷制作。發(fā)射超聲波時(shí),將500V以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上,利用逆壓電效應,使晶片發(fā)射出一束頻率落在超聲波范圍內、持續時(shí)間很短的超聲振動(dòng)波,垂直投射到試件內。假設該試件為鋼板,而其底面與空氣交界,到達鋼板底部的超聲波絕大部分能量被底部界面所反射。反射波經(jīng)過(guò)一短暫的傳播時(shí)間回到壓電晶片。再利用壓電效應,晶片將機械振動(dòng)波轉換成同頻率的交變電荷和電壓。(2)雙晶直探頭。由兩個(gè)單晶探頭組合而成,裝配在同一個(gè)殼體內,其中一片晶片發(fā)射超聲波,另一片晶片接收超聲波。雙晶探頭的結構雖然復雜一些,但檢測精度比單晶直探頭高,且超聲信號的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡(jiǎn)單。。溫州檢測玻璃超聲波傳感器