第5章(A1)超声波传感器剖析.ppt

第5章（A-1）超声波传感器 主要内容 一、超声波简介 二、超声波的产生 三、超声波的特点 四、超声波的作用 五、超声波传感器 六、超声波传感器应用案例 主要内容 一、超声波简介 二、超声波的产生 三、超声波的特点 四、超声波的作用 五、超声波传感器 六、超声波传感器应用案例 当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20～20，000赫兹。 当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，我们便听不见了。 超过20KHZ称为超声波，低于20KHZ称为次声波，常用的超声波频率是几十KHZ到几十MHZ。 主要内容 一、超声波简介 二、超声波的产生 三、超声波的特点 四、超声波的作用 五、超声波传感器 六、超声波传感器应用案例 声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 主要内容 一、超声波简介 二、超声波的产生 三、超声波的特点 四、超声波的作用 五、超声波传感器 六、超声波传感器应用案例 1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2） 超声波可传递很强的能量。 3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。 主要内容 一、超声波简介 二、超声波的产生 三、超声波的特点 四、超声波的作用 五、超声波传感器 六、超声波传感器应用案例 利用反射、折射、衍射、散射 发射一定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,其所经历的时间长短与超声波传播的路程的远近有关,测试传输时间可以得出距长。 超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。 超声波检测不受光线、电磁波、粉尘等的干扰,其测量精度较高。也常用于桥梁、涵洞、隧道的距离检测中 利用反射、折射、衍射、散射 将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。 因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。 此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。 目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型四大类。 A型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、液体或是气体是否存在等。 B型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，这些光点可通过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。 M型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。 D型：是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法，又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统，可在超声心动图解剖标志的指示下，以不同颜色显示血流的方向，色泽的深浅代表血流的流速。 现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来，并且还可以与其他检查仪器结合使用，使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用，随着科学的进步，它将更加完善，将更好地造福于人类。 利用能量特性 当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。 理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大。 利用能量特性 在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理。 咽喉炎.气管炎等疾病, 利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。 利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。 利用空化作用 当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧