超声波传感器是使用电气机电能量变换来测量从传感器到目标对象的距离的设备。超声波是纵向机械波,其作为一系列的压缩和沿着介质的波传播方向稀疏行驶。除了距离测量外,它们还用于超声波材料测试(检测产品中的裂缝,气泡等缺陷),对象检测,位置检测,超声鼠标等。
这些传感器根据其工作现象 - 压电传感器和静电传感器分为两种类型。在这里我们正在讨论超声波传感器采用压电原理。压电超声波传感器使用压电材料来产生超声波。
图1:超声波发射器和接收器的图像
超声波传感器
由发射器和接收器组成,可作为单独的单元提供或作为单个单元一起嵌入。上图显示了超声波发射器和接收器。
底视图
图2:超声波发射器和接收器的背面视图
上图显示了超声波传感器 - 接收器和发射器的背面视图。两者的结构几乎是相同的,具有两个导致给予和从传感器带来电信号。
内部结构
图3:超声波变送器内部
图4:超声波接收器内部
超声波传感器覆盖有金属盒,以保护其免受雨,露水和灰尘。
金属网
图5:覆盖超声波变送器的网和金属外壳
金属网固定在金属盒的顶部。在移除网上,我们可以看到放置在另一张纸上的锥形金属板。
外壳
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在移除外壳的情况下,超声波发射器的整个组件示出在上面的图像中。
谐振器和振动器
图6:传感器的谐振器和振动器
如上面的图像所示,一种单个圆盘和作为超声波传感器的核心的金属锥体胶合到基座上。最顶端的最金属锥形杯作为谐振器用于有效地辐射产生的超声波(在超声波接收器的情况下也集中波浪)。圆形片材是单圆盘,也称为振动器产生超声波。谐振器焊接在振动器上。
接线
图7:发射器和接收器的布线图案
可以通过两根线与外部引线电连接。它由一块阻尼材料块背包,在产生超声波之后抑制压电陶瓷材料。如上图所示,分别存在超声波发射器和接收器的构造差异。
单碟
图8:(a)发射机的圆形培养陶瓷盘。(b)接收器的平方培养陶瓷盘
Unimorgh圆盘包括由固定到金属盘的压电陶瓷材料组成的盘。压电陶瓷材料将电信号转换为超声波,反之亦然。当电压施加到压电陶瓷时,根据电压和频率产生机械失真。Peizoceramic圆盘在变送器中圆形,在接收器中平方,以便有效地产生振动。
超声波传感器的工作
超声波发射器使用带锥形金属板附接的压电陶瓷晶体。当电压施加到压电陶瓷时,它以连续的膨胀和收缩振动。结果,由于压电材料的性质,产生超声波,由于谐振器的圆锥形状而直线传播。
超声波接收器在刚刚反向概念上工作。当超声波用谐振器撞击时,所连接的振动器(金属板)振动。随着粘贴振动器上的压电陶瓷盘的振动,根据压电陶瓷材料的性能产生电流。该电流进一步从两个外部引线中取出。
距离计算
超声声在大气中行进,并通过用目标物体撞击,分数恢复。一旦通过发射器传输超声波并且通过接收器感测回波,可以使用该等式来计算距离:
距离=经过时间x声速/ 2的速度
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