超聲波傳感器的工作原理

超聲波傳(chuan) 感器的工作原理
       人們(men) 能聽到聲音是由於(yu) 物體(ti) 振動產(chan) 生的，它的頻率在20HZ-20KHZ範圍內(nei) ，超過20KHZ稱為(wei) 超聲波，低於(yu) 20HZ的稱為(wei) 次聲波。常用的超聲波頻率為(wei) 幾十KHZ-幾十MHZ。
       超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩，有兩(liang) 種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(ye) 中應用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體(ti) 、液體(ti) 及固體(ti) 中傳(chuan) 播，其傳(chuan) 播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳(chuan) 播過程中有衰減。在空氣中傳(chuan) 播超聲波，其頻率較低，一般為(wei) 幾十KHZ，而在固體(ti) 、液體(ti) 中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體(ti) 及固體(ti) 中傳(chuan) 播，衰減較小，傳(chuan) 播較遠。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳(chuan) 感器，配上不同的電路，製成各種超聲測量儀(yi) 器及裝置，並在通訊，醫療家電等各方麵得到廣泛應用。
       超聲波傳(chuan) 感器主要材料有壓電晶體(ti) （電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩(liang) 類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體(ti) 組成的超聲波傳(chuan) 感器是一種可逆傳(chuan) 感器，它可以將電能轉變成機械振蕩而產(chan) 生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接收器。有的超聲波傳(chuan) 感器既作發送，也能作接收。這裏僅(jin) 介紹小型超聲波傳(chuan) 感器，發送與(yu) 接收略有差別，它適用於(yu) 在空氣中傳(chuan) 播，工作頻率一般為(wei) 23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳(chuan) 感器適用於(yu) 測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-16，T/R-40-12等（其中T表示發送，R表示接收，40表示頻率為(wei) 40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計）。另有一種密封式超聲波傳(chuan) 感器（MA40EI型）。它的特點是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近開關(guan) 用，它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型，透射型用於(yu) 遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關(guan) 等；分離式反射型用於(yu) 測距、液位或料位；反射型用於(yu) 材料探傷(shang) 、測厚等。
       由發送傳(chuan) 感器(或稱波發送器)、接收傳(chuan) 感器(或稱波接收器)、控製部分與(yu) 電源部分組成。發送器傳(chuan) 感器由發送器與(yu) 使用直徑為(wei) 15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量並向空中輻射；而接收傳(chuan) 感器由陶瓷振子換能器與(yu) 放大電路組成，換能器接收波產(chan) 生機械振動，將其變換成電能量，作為(wei) 傳(chuan) 感器接收器的輸出，從(cong) 而對發送的超聲波信號進行檢測.而實際使用中，用作發送傳(chuan) 感器的陶瓷振子也可以用作接收器傳(chuan) 感器社的陶瓷振子。控製部分主要對發送器發出的脈衝(chong) 鏈頻率、占空比及稀疏調製和計數及探測距離等進行控製。