超声波式传感器技术分析.ppt

2:57 AM 1 4.6 超声波式传感器 机器鱼自动避障模块设计 对于自动避障，本项目通过一个超声波传感器来实现。超声波传感器的原理是：超声波由压电陶瓷超声传感器（收发一体化TR）发出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波传感器接收，然后将这一接收信号放大后送入单片机。 2:57 AM 2 4.6.1 超声波及其物理性质 波动（简称波）：振动在弹性介质内的传播 声波：其频率在16~2×104 Hz之间，能为人耳所闻的机械波 次声波：低于16 Hz的机械波 超声波：高于2×104 Hz的机械波 微波：频率在3×108~3×1011 Hz之间的波 2:57 AM 3 图：声波的频率界限图 2:57 AM 4  　 次声波是频率低于20赫兹的声波，人耳听不到，但可与人体器官发生共振，7~8Hz的次声波会引起人的恐怖感，动作不协调，甚至导致心脏停止跳动。产生次声波的声源是相当广泛的，现在人们已经知道的次声源有：火山爆发、坠入大气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、电离层扰动，等等。利用人工的方法也能产生次声波，例如核爆炸、火箭发射、化学爆炸，等等。 大面积瞬间杀人于无形的次声波武器 1.次声波 2:57 AM 5 1980年，一艘名叫“马尔波罗”的帆船在由新西兰驶往英国的途中突然神秘地失踪；20年后，却在火地岛附近被人发现。船上的一切都原封不动、完好如初。就连已死多年的船员也都各就各位，保持着工作状态。科学家对他们的神秘死亡引起了极大的关注，经过长期研究，终于发现，原来他们正是死于海上风暴产生的次声。　　 次声波的危害 2:57 AM 6 1992年11月24日，桂林上空发生了一起空难，141人死亡。当事件的原因经多方解释而未肯定之时，中国声学研究所的专家，提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠毁的可能性。桂林属半丘陵地带，气团依山势走向而上下浮动，引起气流震动，会产生一种“山背波”的次声波，当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时，如同落入一个风旋涡中，在挤压力、冲力等多种强劲外力的作用下，将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。还有研究结果表明，次声波对飞机的影响还有一种“生物效应”。该理论认为，当次声波的频率接近人体频率时，就有可能产生“共振”，飞机驾驶员无法承受这种强烈的效应，就有致命的危险。也就是说，此次空难的凶手很可能就是这种次声波。 2:57 AM 7 次声波武器 按照感官刺激分类，目前研制出来的次声武器可分为两种。一种是神经型次声武器，它通过发射频率与人脑的“阿尔法节律”相近（约5Hz）的次声波，刺激人的神经，使人晕眩头痛、精神错乱。另一种是器官型次声武器，通过发射频率与人体内脏固有频率相当（4～8Hz）的次声波，使人出现恶心呕吐、胃痛、呼吸困难等症状。?　　相对于传统概念的武器，次声波武器具有隐蔽性强、传播速度快、传播距离远、穿透力强、不污染环境和破坏设施等特点，从而被列为新概念武器家族的重要成员，势必成为未来战场上的武器新宠。　　 2:57 AM 8 早在上世纪60年代，发达国家就竞相研究次声波武器。1972年法国国家实验中心制成一台强次声发生器，首次试验就使5公里以内的人员受到伤害。上世纪?80年代法国科学家加弗罗制出了一种“大哨笛”次声发生器，声压级为160dB，能对人体器官产生损伤，当时法国报纸称它为“次声枪”。1979年苏联秘密进行次声炸弹试验，由于当时对其威力估计不足，又缺乏良好防护，造成数名现场人员死亡。　 法国科学家加夫雷奥 声波武器鼻祖 2:57 AM 9 美国更是不甘落后。美国陆军武器研究室研制出一种可延伸至17米长的喇叭型声炮，发射功率达20kW（千瓦）。上世纪70年代，美警方开发了使人“僵化”或失去战斗力的次声武器，来控制骚乱。据称美国干涉波黑内战时，曾秘密用过这些非致命次声武器，仅几秒钟就使塞军阵地陷入一片混乱，有人昏倒，有人呕吐不止。? 远程声波设备目前已经广泛用于反暴乱和反恐行动 ,图为装备LRAD的美军“斯特赖克”装甲车 2:57 AM 10 次声波的应用 通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。 (2)利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如， 通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。 2:57 AM 11 (3)次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点