超声波模块发出的波束长什么样

『壹』 超声波模块怎么发出发射脉冲的

使用单片机或DSP产生脉冲，然后脉冲再加到换能器上面，换能器就可以打出超声波了

『贰』 单片机：随便解释下超声波时序图。有图的

这是一组完整的测试信号，触发信号告诉你测试开始，发出信号作为探测能量发射，回响信号是接收信号的结果。
作为系统会连续发射几组这样的信号，把接收信号平均结果作为显示，这样几组作为一个单元在系统内部不断工作，数据就会不断更新。

『叁』 超声波束的近场区和远场区各有什么特点

1、近场区

生源附近由于声压急剧起伏，出现多个极大值和极小值，最后一个声压极大值处与声源的距离成为近场长度，用N表示，N值以内的区域称为近场区。

当测量距离r=λ/2π≈λ/6时，感应场强度与辐射场强度相当。在距离辐射源比较近(r<λ/6)的地方，感应场强度大于辐射场强度。

2、远场区

一般当r大于3λ时，可忽略感应场的成份，认为处于远场(区)。

辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无关的场区，在辐射远场区，将天线上各点到测量点的连线当作是平行的，所引入的误差小于一定的限度。如天线尺寸为D，则远场区距离应大于2D2/λ。

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超声波是弹性机械振动波，它与可听声相比还有一些特点：

传播的方向较强，可聚集成定向狭小的线束；在传播介质质点振动的加速度非常之大；在液体介质中当超声强度达到一定值后便会发生空化现象。

束射特性

从声源发出的声波向某一方向（其他方向甚弱）定向地传播，称之为束射。 超声波由于它的波长较短，当它通过小孔（大于波长的孔）时，会呈现出集中的一束射线向一定方向前进。

又由于超声方向性强，所以可定向采集信息。同样当超声波传播的方向上有一障碍 物的直径大于波长时，便会在障碍物后产生“声影”。这些犹如光线通过小孔和障碍物一样，所以超声波具有和光波相似的束射特性。

超声波的束射性的好坏，一般用发散角的大小来衡量（习惯上用半发射角臼表示）。以平面圆形活塞式声源为例，其大小决定超声波基本原理于声源的宜径(D)和声波的波长(λ)。

参考资料来源:网络-超声波基本原理

参考资料来源：网络-超声波

『肆』 超声波的特性

1、超声波在传播时，方向性强，能量易于集中；

2、超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离；

3、超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗；

4、 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播；

5、 超声波可传递很强的能量；

6、 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。

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超声效应：

当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应，包括以下2种效应：

1、机械效应：超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。

超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化。

2、热效应：由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。

参考资料来源：网络-超声波

『伍』 超声波传感器工作原理及应用

汽车电子测距方法一般分为四种形式:超声波、激光、毫米波和CCD摄像机。测距传感器安装在汽车的车道辅助系统、停车辅助系统、制动力辅助系统和主动巡航系统中，大多采用超声波传感器。超声波是指工作频率在20kHz以上的机械波。超声波传感器具有发射和接收声波的双重功能，因此被称为集成传感器。

1.超声波传感器的结构原理目前，压电超声波传感器常用于汽车上。超声波传感器的关键部件是塑料或金属外壳内的压电芯片，它通过两根导线与控制器连接，通过导线将发射的电信号和返回的电信号传输给控制器。压电超声传感器是通过压电晶体的共振来工作的。超声波传感器内部有两个压电晶片和一个共振板。脉冲信号施加到它的两极。当其频率等于压电晶片的自然振荡频率时，压电晶片就会发生谐振，带动共振板振动，从而产生超声波。相反，如果在两个电极之间没有施加电压，当共振板接收到回声时，它迫使压电晶片振动，并将机械能转换成电信号，然后它就变成了超声波接收器。

总之，超声波传感器既能发射超声波，又能接收超声波。发射超声波时，电能转化为超声波；当接收到回波时，它将超声波的振动转换成电信号，因此被称为“超声波换能器”

超声波发射器向某个方向发射超声波，同时开始计时。超声波在空空气中传播，途中遇到障碍物立即返回。超声波接收器在接收到反射波后立即停止计时。超声波在空气体中的传播速度为340 m/s，根据定时器记录的时间t，通过逻辑电路的处理和计算，可以计算出发射点与障碍物的距离，计算公式如下:

L=3401/2，其中L为测点与被测障碍物的距离；30是超声波在空气体中传播的近似速度；1是超声波遇到障碍物后从发射器到接收器的时间。
2.超声波传感器功能性能特征

由于圆形压电晶片的结构特点，其发射的超声波具有一定的指向性，波束的截面类似于椭圆，因此探测范围有限，探测角度为水平面120°，垂直面60°。

超声波传感器的优点

(1)结构简单，制造方便，成本低。

②超声波对雨雪雾有很强的穿透力，在恶劣天气下也能工作。

③超声对光和颜色不敏感，可用于识别透明和反射性差的物体。

④不易受环境电磁场干扰。

超声波传感器的缺点

①测距速度不如激光测距和毫米波测距。

②超声波有一定的扩散角，只能测量距离，不能测量方位，只能低速使用，汽车前后保险杠不同方位必须安装多个超声波传感器。③发射信号和余震信号都会覆盖或干扰回波信号，因此低于一定距离就会失去探测功能，这也是普通超声波传感器的探测距离必须大于30cm的原因之一，如果小于这个距离，系统就无法探测到障碍物。因此，更好的解决方案是在安装超声波传感器的同时安装摄像头。

@2019

『陆』 利用超声波进行定位，超声波只能发射直线的波吗有没有能够发射一个大范围扇形面波的发射器

波都是由振动相同相位的质点组成波阵面。
你这个问题应该这样理解，你说的其实是换能器指向性的问题，不同形状的辐射头，辐射出的声波在空间产生的波束是不一样的。如平面，球面。平面的并不是只是直线传播，在空间中形成一个扇形区域，平面的直径越小，开角越大，声波覆盖的范围越大

『柒』 谁能分开解释一下HC-SR04超声波模块的发送和接受电路的工作原理。看不懂这个电路图，望解释的详细点。

发射就是利用232产生比较大的电压加给换能器，接收是一个运放的放大电路。

『捌』 超声波水浸线聚焦探头的声束是平面波还是球面波

可以假设为平面波。

参考资料：

水浸聚焦探头使用的意义
超声波不仅具有聚焦喝扩散的特性，而且可以产生波形转换和波的干涉，因此，超声波水浸聚焦探测的焦距问题时极为复杂的。在分析超声波水浸聚焦探测的聚焦原理和计算其焦距的过程中，将聚焦探头晶片发射的超声波声束，理想化地看作平面波，不产生波的干涉，波束不扩散，是由晶片产生，并平行向声透镜入射的声束。声束在声透镜中／耦合介质以及工件中都分别按直线传播。这样，聚焦探头的焦距问题，就可以按几何声学原理进行聚焦过程的分析和焦距的计算。
超声波水浸聚焦探伤，有其复杂的一面，也有其优越的一面。其优越性表现在：一是可检测某些靠直接接触法无法实现超声波检测的工件；二是可实现自动化检测；三是具有好的经济性，高工作效率和较好的可靠性。
由于实际检测时焦距计算的偏差，有时对探伤的操作过程和探伤结果影响较大，甚至会直接影响探伤结果的可靠性，因此，根据几何声学的基本原理，分析水浸聚焦探头焦距计算公式偏差的大小和影响焦距计算偏差的因素，寻求合理的焦距计算方法，有一定意义。

『玖』 多波束超声波传感器和单波束超声波传感器测得的数据有什么不同

不同点：
多波束主要就是通过测不同方向的距离，来把船底的大致模型模拟出来，找出船的最底部。
单波束相对只能测一个点，有可能不是船最底部。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为"超声波传感器"，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

『拾』 超声波模块的原理应该怎么理解

超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时
超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S