传感器与自动检测技术(第二版)第七章波式传感器.pptx

第7章 波式传感器;7.1 超声波传感器;7.1 超声波传感器;7.1 超声波传感器;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;纵波;横波 ;表面波;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.1 超声波的物理性质;7.1.2 超声波换能器及耦合技术;1.以固体为传导介质的探头;接触式 直探头原理;;接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）;7.1.2 超声波换能器及耦合技术;7.1.2 超声波换能器及耦合技术;2.耦合剂 ;3.以空气为传导介质的超声波发射器和接收器 ;7.1.3 各种超声波探头;空气超声探头;空气超声探头外形;各种超声波探头;超声波探伤的优点;便携式数字超声探伤仪;超声波传感器的应用;超声波反射（一）;超声波反射（二）;超声波反射;纵向缺陷（L）扫查;通用检测技术;脉冲反射法 超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。 （１）斜探头缺陷回波探伤: 根据仪器示波屏上显示的缺陷波形进行判断的方法，称为缺陷回波法。该方法是反射法的基本方法。当试件完好时，超声波可顺利传播到达底面。若试件中存在缺陷，在探伤波形中，底面回波前有缺陷回波和底面回波两个信号。 （２）直探头缺陷回波探伤: ;超声波流量计 ;测量流量原理分类;F1发射的超声波到达 F2的时间较短; 频率差法测量流量原理： F1、F2 是完全相同的超声探头，安装在管壁外面，通过电子开关的控制，交替地作为超声波发射器与接收器用。首先由F1发射出第一个超声脉冲，它通过管壁、流体及另一侧管壁被F2接收，此信号经放大后再次触发F1的驱动电路，使F1发射第二个声脉冲 。紧接着，由F2发射超声脉冲，而F1作接收器，可以测得F1的脉冲重复频率为f1。同理可以测得F2的脉冲重复频率为f2。顺流发射频率f1与逆流发射频率f 2的频率差? f与被测流速v成正比 。; 发射、接收探头也可以安装在管道的同一侧;同侧式超声波流量计的使用 ;超声波流量计现场使用;超声波测厚;某超声波测厚仪指标 （参考北京北方大河仪器仪表有限公司资料）;超声波手持式测厚;;超声波测量液位和物位原理;超声波液位计原理;超声波测量液位和物位 ;超声波多普勒测量车速; 前进方向的频率升高;超声波测距;超声波传感器应用举例 ;超声波传感器应用举例（续） ;超声波传感器应用举例（续）;叠放高度测量;超声波传感器应用举例（续）;超声波传感器应用举例（续）;机械手定位;纸卷直径检测;平整度测量;超长距离检测;流水线计数;7.2微波传感器;7.2.1 微波的性质与特点;7.2.1 微波的性质与特点;;7.2.2微波传感器的工作原理;微波振荡器是产生微波的装置。由于微波波长很短，频率很高（300MHz~300GHz），要求振荡回路具有非常微小的电感与电容。 故不能用普通电子管与晶体管构成微波振荡器。构成微波振荡器的器件有调整管，磁控管或某些固体元件。 ;微波振荡器产生的振荡信号需要用波导管（管长为10 cm以上，可用同轴电缆）传输，并通过天线发射出去。为了使发射的微波具有尖锐的方向性，天线要具有特殊的结构。常用的天线如图10-6所示，其中有喇叭形天线（图（a） 、（b））、 抛物面天线（图（c）、（d））、 介质天线与隙缝天线等。 喇叭形天线结构简单，制造方便，可以看作是波导管的延续。喇叭形天线在波导管与空间之间起匹配作用，可以获得最大能量输出。抛物面天线使微波发射方向性得到改善。 ;图10-6 常用的微波天线 （a）扇形喇叭天线; (b) 圆锥形喇叭天线; (c) 旋转抛物面天线; (d) 抛物柱面天线;微波的检测方法有两种，一种是将微波变化为电流的视频变化方式，另一种是与本机振荡器并用而变化为频率比微波低的外差法。 微波检测器性能参数有： 频率范围、 灵敏度-波长特性、 检测面积、FOV（视角）、输入耦合率、电压灵敏度、 输出阻抗、 响应时间常数、 噪声特性、极化灵敏度、工作温度、可靠性、 温度特性、 耐环境性等。;根据微波传感器的原理，微波传感器可以分为反射式和遮断式两类。; 1.微波传感器 微波传感器是利用微波特性来检测某些物理量的器件或装置，通常由微波振荡器、微波天线以及微波检测器三部分