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超声波传感器有什么优缺点?

2021.5.03

  随着科技水平的高速发展,在现实生活中,我们不难发现超声波传感器的应用身影。超声波传感器由于具有测量精度高,运行稳定,且具有温度补偿功能等特点,既可测量液体物料,也可测量固体物料行业的物液位测量。

  超声波虽然应用广泛但是俗话说的好金无足赤,人无完人。从大家以往对超声波传感器的了解和使用经验上来看,超声波传感器有没有什么优缺点呢,这些优缺点会不会给我们的生活带来一定的影响呢?这都是我们在深入了解超声波传感器时,需要注意的。下面针对这个问题进行了探究。

  首先我们先来说说超声波传感器的工作原理:超声波是声波的一部分,是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波,它和声波有共同之处,即都是由物质振动而产生的,并且只能在介质中传播;同时,它也广泛地存在于自然界,许多动物都能发射和接收超声波,其中以蝙蝠最为突出,它能利用微弱的超声回波在黑暗中飞行并捕捉食物。但超声还有它的特殊性质'如具有较高的频率与较短的波长,所以,它也与波长很短的光波有相似之处。

  超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。

  超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个探头的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标,包括;

  (1)工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时,输出的能量最大,灵敏度也最高。

  (2)工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高,特别时诊断用超声波探头使用功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备。

  (3)灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。

  可见超声波传感器能够发出、接受并分析出我们人耳无法察觉到的声音。在检测方面利用超声波传感器能够做到超声波测距、超声波探伤等功能,可以用在探测海底沉船、敌方潜艇和显示金属内伤等方面。这些都能够应用于工业、农业、轻工业以及医疗等各技术领域,与我们的生活息息相关。

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