92微波传感器微波传感器的基本原理是根据微波的传播特性.ppt

* * 各种微波探头 （以下参考常州市常超检测设备有限公司资料） 常用频率范围：0.5~10MHz，常见晶片直径：5~30mm 接触式直探头（纵波垂直入射到被检介质） 外壳用金属制作，保护膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止压电晶片磨损。 保护膜 接插件 * * 超声波探头中的压电陶瓷芯片 将数百伏的超声电脉冲加到压电晶片上，利用逆压电效应，使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。当超声波经被测物反射回到压电晶片时，利用压电效应，将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。 * * 1.单晶直探头 用于固体介质的单晶直探头（俗称直探头），压电晶片采用PZT压电陶瓷材料制作，外壳用金属制作，保护膜用于防止压电晶片磨损。保护膜可以用三氧化二铝（钢玉）、碳化硼等硬度很高的耐磨材料制作。阻尼吸收块用于吸收压电晶片背面的超声脉冲能量，防止杂乱反射波产生，提高分辨力。阻尼吸收块用钨粉、环氧树脂等浇注。 * * 超声波探头结构示意 1—接插件 2—外壳 3—阻尼吸收块 4—引线 5—压电晶体 6—保护膜7—隔离层 8—延迟块 9—有机玻璃斜楔块 10—试件 11—耦合剂 * * 超声波的发射和接收虽然均是利用同一块晶片，但时间上有先后之分，所以单晶直探头是处于分时工作状态，必须用电子开关来切换这两种不同的状态。 * * 2.双晶直探头 由两个单晶探头组合而成，装配在同一壳体内。其中一片晶片发射超声波，另一片晶片接收超声波。两晶片之间用一片吸声性能强、绝缘性能好的薄片加以隔离，使超声波的发射和接收互不干扰。略有倾斜的晶片下方还设置延迟块，它用有机玻璃或环氧树脂制作，能使超声波延迟一段时间后才入射到试件中，可减小试件接近表面处的盲区，提高分辨能力。双晶探头的结构虽然复杂些，但检测精度比单晶直探头高，且超声波信号的反射和接收的控制电路较单晶直探头简单。 * * 各种双晶直探头 焦距范围：5~40mm, 频率范围：2.5~5MHz，钢中折射角：45? ~70? * * 3.斜探头 压电晶片粘贴在与底面成一定角度（如30°、45°等）的有机玻璃斜楔块上，压电晶片的上方用吸声性强的阻尼吸收块覆盖。当斜楔块与不同材料的被测介质（试件）接触时，超声波产生一定角度的折射，倾斜入射到试件中去，折射角可通过计算求得。 * * 接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头） 压电晶片粘贴在与底面成一定角度（如30?、45?等）的有机玻璃斜楔块上，当斜楔块与不同材料的被测介质（试件）接触时，超声波将产生一定角度的折射，倾斜入射到试件中去，可产生多次反射，而传播到较远处去。 底部耐磨材料 接插件 * * 各种接触式斜探头 常用频率范围：1~5MHz * * 接触法双晶斜探头（续） * * 4.聚焦探头 分辨试件中细小的缺陷，这种探头称为聚焦探头，是一种很有发展前途的新型探头。 聚焦探头采用曲面晶片来发出聚焦的超声波，也可以采用两种不同声速的塑料来制作声透镜，还可利用类似光学反射镜的原理制作声凹面镜来聚焦超声波。如果将双晶直探头的延迟块按上述方法加工，也可具有聚焦功能。 * * 5.箔式探头 利用压电材料聚偏二氟乙烯（PVDF）高分子薄膜，制作出的薄膜式探头称为箔式探头，可以获得0.2mm直径的超细声束，用在医用CT诊断仪器上可以获得很高清晰度的图像。 * * 6.空气传导型探头 超声探头的发射换能器和接收换能器一般是分开设置的，两者结构也略有不同， 发射器的压电片上粘贴了一只锥形共振盘，以提高发射效率和方向性。接收器在共振盘上还增加了一只阻抗匹配器，以滤除噪声，提高接收效率。空气传导的超声发射器和接收器的有效工作范围可达几米至几十米。 * * 空气传导型超声发生、接收器结构示意图 1—外壳 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶体片5—引脚 6—阻抗匹配器 7—超声波束 * * 空气超声探头（续） * * 空气超声探头外形 * * 空气超声探头外形（续） * * 9.2.5 微波传感器的应用 微波测湿技术的主要方法是单参量衰减法及反射法。即在自由空间中，根据被测材料吸收微波能量的大小与被测材料含水量间的关系，利用电磁波穿透或反射的测量方法，测得接收端微波的信号的衰减量或相移，进而可得被测材料的含水量。 1.微波湿度(水分)传感器 * * 9.2.5 微波传感器的应用 1）测试方法1：穿透式微波测湿传感器 1.微波湿度(水分)传感器 * * 9.2.5 微波传感器的应用 2）测试方法2：反射式微波测湿传感器 1.微波湿度(水分)传感器 * * 9.2.5 微波传感器的应用 微波液位计的原理 2.微波液位计 * * 9.2.5 微波传感器的应用 微波物位计的原理