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第十一章 其他传感器 ;第一节 超声波传感器;2. 超声波的传播性质;二、超声波传感器; （1）压电式超声波发生器 ----利用压电晶体的电致伸缩现象制成; (2)磁致伸缩超声波发生器 -----利用某些铁磁材料的磁致伸缩现象制成; 2、接收传感器 接收传感器由换能器与放大电路组成。超声波接收器是利用超声波发生器的逆变效应进行工作的。换能器接收超声波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出。同样，接收传感器有压电式和磁致伸缩式两种。 （1）压电式超声波接收器 当超声波作用到电晶体片上时，使晶片伸缩，则在晶片的两个界面上产生交变电荷，这种电荷先被转换成电压，经过放大后送到测量电路，最后记录或显示出结果。而实际使用中，发送传感器的压电陶瓷的也可以用做接收器传感器的压电陶瓷。 （2）磁致伸缩超声波接收器 当超声波作用到磁致伸缩材料上时，使磁致材料伸缩引起内部磁场变化，根据电磁感应，磁致伸缩材料上所绕的线圈获得感应电动势，再将此感应电动势送到测量电路及记录显示设备。; 三、超声波在自动检测中的应用 1.超声波探伤 主要用于检测板材、锻件和焊接缝等材料中缺陷，也可以测量材料的厚度。 ; （2）反射法探伤; 2.超声波测厚度 ; 3.超声波测液位;第二节 红外传感器; 一、红外辐射的产生与性质; 二、红外传感器; 光电红外传感器是利用红外辐射的光电效应原理工作的。光电红外传感器有内光电和外光电红外传感器两种，前者又分为光电导、光生伏特和光磁电红外传感器等三种。光电红外传感器的主要特点是灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率，但探测波段较窄，一般需在低温下工作。 光电红外传感器是由光学系统、敏感元件、前置放大器和调制器等组成。 ;其光学系统的元件采用红外光学材料，并且根据所探测的红外波长来选择光学材料。 在近红外区，可用一般的光学玻璃和石英等材料； 在中红外区，可用氟化镁、氧化镁等材料; 在远红外区，可用锗、硅等材料。 ; 反射式红外传感器是采用凹面玻璃反射镜，将红外辐射聚焦到敏感元件上。 反射式的光学系统元件表面镀金、铝或镍铬等对红外波段反射率较高的材料，其材料比较好找，但在制造工艺方面较复杂。 透射式光学系统获得透射红外波段的玻璃比较困难，加工制造难度小。 ; 三、红外传感器的应用; 红外气体分析仪是根据气体对红外线具有选择性吸收的特性来对气体成分进行分析的。 ;3. 红外无损探伤 ;第三节 激光传感器;受激辐射 在外界因素的诱发下，处在激发态的原子也可以跃迁到低能级而发光，这种发光过程称为受激辐射，但是，并非任何外来光子都能引起受激辐射。只有当外来光子的频率大于或等于激发态原子的某一固有频率，才能引起受激辐射。 ; 受激辐射，可以使所激发出光子的频率、相位方向均与入射光一致，也可以说是一个光子被放大为两个光子，如图所示，这种光称为相干光。如果这些光子再引起其它原子发生受激辐射，那么这些原子所引起的辐射光子在频率、相位和振动方向上也与外来光子完全相同，从而产生激光。 由于光子被激发放大或被吸收是一个动态过程，光子在媒介中传播的过程中，也可能被原子吸收而逐渐减少，被称为光的吸收。 ; 二、激光的形成原理 1.粒子数反转分布 要想获得光的放大，必须使得光的放大运动更激烈。 物质内部粒子数与能量分布方程为：; 2. 光的振荡放大 由外界激发引起粒子数反转分布而形成的光的放大，这些光子是射向各个方向的，受激辐射将无法持续下去。必须在一个光学共振腔中才能实现光振荡放大。 光学共振腔（谢振腔）由各种形状的曲面反射镜组成，镜面具有极高的反射率，工作物质被封装在共振腔中。 ; 三、激光的特点 1.高方向性 2.高亮度 3.单色性好（