一、超聲波的根本特性二、超聲波傳感器三、超聲波傳感器應用第十章輻射式傳感器第一節(jié)紅外輻射傳感器第二節(jié)超聲波傳感器第三節(jié)核輻射傳感器1精選課件質(zhì)量檢查緊固件的安裝錯誤檢測2精選課件疊放高度測量3精選課件物件放置錯誤檢測4精選課件透明塑料張力控制5精選課件機械手定位6精選課件紙卷直徑檢測7精選課件平整度測量8精選課件超長距離檢測9精選課件流水線計數(shù)10精選課件11精選課件12精選課件

超聲波的頻率界限圖

一、超聲波的根本特性第二節(jié)超聲波傳感器13精選課件1.超聲波的傳播速度

超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的振蕩源所引起的。

超聲波與其它聲波一樣，其傳播速度與介質(zhì)密度和彈性特性有關(guān)。式中ρ為介質(zhì)的密度；為絕對壓縮系數(shù)。

在液體和氣體中,14精選課件在固體中,（1）縱波(2）橫波楊氏模量泊松系數(shù)15精選課件

超聲波的反射和折射示意圖2.超聲波的物理性質(zhì)(1)超聲波的反射和折射

超聲波的反射系數(shù)和透射系數(shù)ρ1c1、ρ2c2——分別為兩介質(zhì)的聲阻抗，其中c1和c2分別為反射波和折射波的速度。

16精選課件當超聲波垂直入射界面，即α=β=0時，那么故超聲波從水介質(zhì)中傳播至水氣界面時，將發(fā)生全反射。

如：在20℃水溫時，水的特性阻抗為空氣的特性阻抗為ρ1c1>>ρ2c217精選課件

聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加，能量逐漸衰減，其衰減的程度與聲波的擴散、散射及吸收等因素有關(guān)。其聲壓和聲強的衰減規(guī)律為式中：Px、Ix——距聲源x處的聲壓和聲強；x——聲波與聲源間的距離；α——衰減系數(shù)，單位為Np/cm〔奈培/厘米〕。(2)超聲波的衰減

18精選課件二、超聲波傳感器

超聲波探頭按其工作原理可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等，其中以壓電式最為常用。壓電式超聲波探頭常用的材料是壓電晶體和壓電陶瓷。

利用超聲波在超聲場中的物理特性和各種效應而研制的裝置可稱為超聲波換能器、探測器或傳感器。

圖10-8壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)

19精選課件

當超聲發(fā)射器與接收器分別置于被測物兩側(cè)時，這種類型稱為透射型。透射型可用于遙控器、防盜報警器、接近開關(guān)等。超聲發(fā)射器與接收器置于同側(cè)的屬于反射型，反射型可用于接近開關(guān)、測距、測液位或物位、金屬探傷以及測厚等。

三、超聲波傳感器應用

20精選課件超聲波測流量原理圖1.超聲波流量傳感器21精選課件F1發(fā)射的超聲波到達

F2的時間較短22精選課件超聲波傳感器安裝位置示意圖此時超聲波的傳輸時間將由下式確定：

23精選課件F1發(fā)射的超聲波先到達

T124精選課件

發(fā)射、接收探頭也可以安裝在管道的同一側(cè)25精選課件同側(cè)式超聲波流量計的使用〔參考北京菲波儀表資料〕26精選課件超聲波流量計現(xiàn)場使用27精選課件幾種超聲物位傳感器的結(jié)構(gòu)原理示意圖(a)超聲波在液體中傳播；(b)超聲波在空氣中傳播2.超聲波物位傳感器

只要測得超聲波脈沖從發(fā)射到接收的時間間隔，便可以求得待測的物位。28精選課件超聲波測量液位和物位原理

在液罐上方安裝空氣傳導型超聲發(fā)射器和接收器，根據(jù)超聲波的往返時間，就可測得液體的液面。

29精選課件超聲波測量液位和物位

喇叭形超聲發(fā)生器30精選課件3.超聲波多普勒測量車速31精選課件多普勒效應

前進方向的頻率升高

如果波源和觀察者之間有相對運動，那么觀察者接收到的頻率和波源的頻率就不相同了，這種現(xiàn)象叫做多普勒效應。測出

f就可得到運動速度。32精選課件超聲波多普勒測量風速風

風引起超聲波的頻率變大或變小33精選課件超聲波測距空氣超聲探頭發(fā)射超聲脈沖，到達被測物時，被反射回來，并被另一只空氣超聲探頭所接收。測出從發(fā)射超聲波脈沖到接收超聲波脈沖所需的時間t，再乘以空氣的聲速〔340m/s〕，就是超聲脈沖在被測距離所經(jīng)歷的路程，除以2就得到距離。34精選課件4.超聲波測厚

雙晶直探頭中的壓電晶片發(fā)射超聲振動脈沖，超聲脈沖到達試件底面時，被反射回來，并被另一只壓電晶片所接收。只要測出從發(fā)射超聲波脈沖到接收超聲波脈沖所需的時間t，再乘以被測體的聲速常數(shù)c，就是超聲脈沖在被測件中所經(jīng)歷的來回距離，再除以2，就得到厚度

：35精選課件手持式超聲波測厚儀36精選課件某超聲波測厚儀指標〔參考北京北方大河儀器儀表資料〕顯示方法∶128*32LCD點陣液晶顯示〔帶背光〕

顯示位數(shù)：四位

測量范圍：0.8~200mm

示值精度：0.1mm

聲速范圍：1000~9999m/s

測量周期：2次/秒

自動關(guān)機時間：90秒

電源：二節(jié)七號〔AAA〕電池，可連續(xù)工作不少于72小時

使用溫度：-10°C~40°C

存儲溫度：-20°C~70°C

外形尺寸：108x61x25mm

重量：230g〔含電池〕37精選課件超聲波測厚石料測厚38精選課件超聲波手持式測厚混凝土測厚木材測厚小提琴木料測厚39精選課件雙晶超聲波測厚探頭40精選課件雙晶超聲波測厚探頭〔續(xù)〕4