传感器的原理及应用-第章 - 超声波传感器.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * 超声波用于高效清洗 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 超声换能器 气泡 波浪 清洗物 超声波倒车雷达 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 选用封闭型的发射超声波传感器和接收超声波传感器安装在汽车尾部的侧角处，接入电路即可装配成一个汽车倒车尾部防撞探测器。 质量检查 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 紧固件的安装错误检测 叠放高度测量 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 机械手定位 纸卷直径检测 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 平整度测量 流水线计数 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 平整度测量 超声波多普勒测量车速 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 超声波手持式测厚 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 石料测厚 木材测厚 超声波手持式测厚 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 石料测厚 木材测厚 超声波探伤 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 裂纹 A型超声探伤 反射波形 超声波探伤 三、其他领域应用 §8.3 超声波传感器的应用 起始波 缺陷反射波 底波 工件 缺陷 8.1 超声波及其物理性质 8.2 超声波传感器 8.3 超声波传感器的应用 第八章 超声波传感器 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第八章 超声波传感器 超声波技术 超声波技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的，各行各业都使用的通用技术之一。它是通过超声波产生、传播以及接收这个物理过程来完成的。 超声波的物理性质 超声波在液体、固体中衰减很小，穿透能力强，特别是对不透光的固体，超声波能穿透几十米的厚度。当超声波从一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的传播速度不同，在介质面上会产生反射、折射和波型转换等现象。 超声波传感器的应用 超声波无损探伤、厚度测量、流速测量、 超声显微镜、超声成像等。 8.1 超声波及其物理性质 8.2 超声波传感器 8.3 超声波传感器的应用 第八章 超声波传感器 一、超声波的基本概念 §8.1 超声波及其物理性质 声波的频率界限图 次声波： 低于16Hz的机械波。次声波人耳听不到，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。 二、超声波的分类 §8.1 超声波及其物理性质 可闻声波：美妙的音乐可使人陶醉。 超声波：蝙蝠能发出和听见超声波。 二、超声波的分类 §8.1 超声波及其物理性质 超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。 超声波雾化器 根据声波在介质中施力方向与波在介质中传播方向，声波的波型主要分三类： 三、超声波的波型 §8.1 超声波及其物理性质 （1）纵波—质点振动方向与波的传播方向一致的波。 （2）横波—质点振动方向垂直于传播方向的波。 （3）表面波—质点的振动介于横波与纵波之间，沿着表面传播的波。 横波只能在固体中传播，纵波能在固体、液体和气体中传播，表面波随深度增加衰减很快。为了测量各种状态下的物理量，多采用纵波。 三、超声波的波型 §8.1 超声波及其物理性质 表面波 四、声速、波长与指向性 §8.1 超声波及其物理性质 四、声速、波长与指向性 §8.1 超声波及其物理性质 常用材料的密度、声阻抗与声速（环境温度为0℃） （3）指向性 超声波声源发出的超声波束以一定的角度逐渐向外扩散。在声束横截面的中心轴线上，超声波最强，且随着扩散角度的增大而减小。 四、声速、波长与指向性 §8.1 超声波及其物理性质 1—超声源 2—轴线 3—指向角 4—等强度线 超声波与声波比，振动频率高，波长短，具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅相同的声波，并具有很高的穿透能力 。 超声波从一种介质传播到另一介质，在两个介质的分界面上一部分能量被反射回原介质，叫做反射波，另一部分透射过界面，在另一种介质内部继续传播，则叫做折射波。这样的两种情况分别称之为声波的反射和折射。 五、超声波的反射和折射 §8.1 超声波及其物理性质 （1）反射定律 当波速一致时 （2）折射定律 c1—入射声波速；c2—折射声波速 入射波 ? ?′ 界面 介质1 介质2 反射波 折射波 超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与超声波的扩散、散射及吸收等因素有关。 在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩散，即随声波传播距离增加而引起声能的减弱。 散射衰减是指超声波在介质中传播时，固体介质中的颗粒界面或流体介质中的