1. 超聲波流量感測器的原理是什麼
C&P來的。請做參考。
超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。根據檢測的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種
非接觸式儀表,適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態,不產生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。
眾所周知,目前的工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題,這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難,造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點,超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流,儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關,而其它類型的流量計隨著口徑增加,造價大幅度增加,故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表,多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量,故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中,用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m,從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外,超聲測量儀表的流量測量准確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響,又可製成非接觸及攜帶型測量儀表,故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外,鑒於非接觸測量特點,再配以合理的電子線路,一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展,現已製成不同聲道的標准型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質,不同場合和不同管道條件的流量測量。
超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為,一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米,而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右,被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數量級.若要求測量流速的准確度為1%,則對聲速的測量准確度需為10-5~10-6數量級,因此必須有完善的測量線路才能實現,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,並將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應,採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然後由接收換能器接收,並經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍,以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件故人聲楔中,構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經聲楔後能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外,某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
根據對信號檢測的原理,目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括:直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型,如圖所示。其中以雜訊法原理及結構最簡單,便於測量和攜帶,價格便宜但准確度較低,適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的,故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差,准確度較高,所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同,傳播速度差撥又分為:Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的,低流速時,靈敏度很低適用性不大.多普勒法是利用聲學多普勒原理,通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普
勒頻移來確定流體流量的,適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量,原理上,此法的測量准確度與流體中的聲速無關,因而與流體溫度,濃度等無關,因而測量准確度高,適用范圍廣。但相關器價格貴,線路比較復雜。在微處理機普及應用後,這個缺點可以克服。雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理,通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單,設備價格便宜,但准確度低。
以上幾種方法各有特點,應根據被測流體性質.流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定,故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是:當流體沿管軸平行流動時,選用Z法;當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時,採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時,也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流,可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病,因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展,煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展,都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。
2. 超聲波感測器的工作原理是什麼
超聲波感測器的主要材料是壓電晶體和鎳鐵鋁合金。由壓電晶體構成的超聲波感測器是一種可逆感測器,它可以將電能轉化為機械振盪產生超聲波,同時在接收超聲波時也可以轉化為電能。
超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的感測器。超聲波是振動頻率高於20kHz的機械波。它具有頻率高、波長短、衍射現象小、方向性特別好的特點,可以變成射線定向傳播。超聲波對液體和固體有很強的穿透能力,尤其是對陽光不透明的固體。超聲波在撞擊雜質或界面時,會產生顯著的反射,形成反射回波,在撞擊運動物體時,會產生多普勒效應。超聲波感測器使用聲學介質,以非接觸和無磨損的方式檢測被檢測物體。超聲波感測器可以檢測透明或有色物體、金屬或非金屬物體、固體、液體和粉狀物質。它的檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響,包括煙塵環境和雨天。
3. 請問超聲波感測器發射的是什麼波
分類: 電子數碼
問題描述:
如果感測器兩端加的是周期方波信號,感測器發射的超聲波信號波形是什麼形狀的?
如果發射的是單個脈沖信號,出來的又會是什麼波?
或者也可以說,在另一個發射頭宏譽汪處接受到的波形是什麼樣的?
謝謝!
解析:
偶搞這一行幾年了,只能向你簡單的解釋一下:想更清楚些可+QQ7924327,,topus
超聲波虛游感測器是利用壓電效應而產生的,單片機提供的是脈沖信號,一般為20個脈沖共0.5mS,與電感產生40K諧振頻率,感測器振動,發射超聲蔽仔波。波形形狀與范圍由感測器形狀而定。發射後遇到物體反射回來,經電路放大,根據反射的時間,可計算出距離。
4. 超聲波感測器的發射與接收分別利用什麼效應
在測距過程中,超聲波感測器負責感知障礙物及測量與障礙物的距離,避開障礙。超聲波感測器就如蝙蝠超聲波,整個感測器由負責發射超聲和負責接收超聲兩部分組成,根據發射和接收的時間差可以計算並得到與障礙物距離,從而避免碰撞,透明物體也能正確感應提前減速。
5. 超聲波感測器基本應用原理和使用特性
超聲波感測器是應用感測器頭部的壓振陶瓷的振動,產生高頻(人耳聽不見)聲波來停止感應的,假如這聲波碰到了某個物體反射回來,感測器就能接納到回波。感測器依據聲波波長和發射及接納回波的時間差就能肯定感測器探頭與物體之間的間隔。典型應用,一個感測器能夠經過按鈕的設定來具有近間隔和遠間隔兩種設定,無論物體在那一種界線里,感測器都能夠檢測到。例如:超聲波感測器能夠裝置在一個裝液體的池子上,或者是一個裝小球的箱子上,向這個容器發出聲波,經過接納到返回波的時間長短就能肯定這個容器是滿的、空的或者是局部滿的。
超聲波感測器還能夠是對射式的,即獨立的發射器和接納器。當檢測遲緩挪動的物體,或者需求快速響應或者在濕潤環境中應用時,這種對射式或者叫分體式的超聲波感測器十分適用。在檢測透明或有色物體、液體,檢測潤滑、粗糙、有光澤、半透明等資料的物體外表,和檢測不規則物體時,超聲波感測器都是首選。
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6. 超聲波感測器的工作原理
超聲波感測器的工作原理:
超聲波感測器由發送感測器(或稱波發送器)、接收感測器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器感測器由發送器與使用直徑為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;而接收感測器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產生機械振動,將其變換成電能量,作為感測器接收器的輸出,從而對發送的超進行檢測.而實際使用中,用作發送感測器的陶瓷振子也可以用作接收器感測器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。
簡介:
超聲波感測器是利用超聲波的特性研製而成的感測器。超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好,能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波感測器可以對集裝箱狀態進行探測,可以應用於食品加工廠,實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波感測器對透明或有色物體,金屬或非金屬物體,固體、液體、粉狀物質均能檢測。
主要應用:
超聲波感測技術應用在生產實踐的不同方面,而醫學應用是其最主要的應用之一,下面以醫學為例子說明超聲波感測技術的應用。超聲波在醫學上的應用主要是診斷疾病,它已經成為了臨床醫學中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優點是:對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的准確率高等。因而推廣容易,受到醫務工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基於不同的醫學原理,我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質界面時,在該界面就產生反射回聲。每遇到一個反射面時,回聲在示波器的屏幕上顯示出來,而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。
在工業方面,超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。過去,許多技術因為無法探測到物體組織內部而受到阻礙,超聲波感測技術的出現改變了這種狀況。當然更多的超聲波感測器是固定地安裝在不同的裝置上,「悄無聲息」地探測人們所需要的信號。在未來的應用中,超聲波將與信息技術、新材料技術結合起來,將出現更多的智能化、高靈敏度的超聲波感測器。
超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。
超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
超聲波距離感測器可以廣泛應用在物位(液位)監測,機器人防撞,各種超聲波接近開關,以及防盜報警等相關領域,工作可靠,安裝方便, 防水型,發射夾角較小,靈敏度高,方便與工業顯示儀表連接,也提供發射夾角較大的探頭。