超声波传感器详解.ppt

2021/3/17 * MDARS-E型室外保安机器人 多个超声波传感器组成线阵或面阵形成多传感器 2021/3/17 * 为计数或安全目的,进行人员探测 2021/3/17 * 堆置高度控制 厚度测量 2021/3/17 * 脉冲回波法检测厚度工作原理 超声波测厚 2021/3/17 * 图是超声波测厚示意图。双晶直探头左边的压电晶片发射超声脉冲,经探头内部的延迟块延时后,该脉冲进入被测试件,在到达试件底面时,被反射回来,并被右边的压电晶片所接收。这样,只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间(扣除经两次延迟的时间),再乘上被测体的声速常数,就是超声脉冲在被测件中所经历的来回距离,也就代表了厚度值，即: 2021/3/17 * 高度的分选和移动 2021/3/17 * 倒车雷达 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2021/3/17 * ????????????????????????????????????????????? 鱼群探测器 ????????????????????????????????? 2021/3/17 * 超声波流量传感器 理论基础:超声波在流体中的传播速度与流体的流动速度有关。 特点:超声非接触测量;无压力损失;适合于大型管道等。 工作原理:传播速度变化法、波速移动法、多卜勒效应法、流动听声法等。 超声波在流体中传播时,在静止流体和流动流体中的传播速度是不同的,利用这一特点可以求出流体的速度,再根据管道流体的截面积, 便可知道流体的流量。 2021/3/17 * 顺流 逆流 由于cv, c—— 超声在流体中的速度 v—— 流体的平均流速 2021/3/17 * 此时超声波的传输时间将由下式确定: 传感器1 传感器2 v D θ L c—— 超声在流体中的速度 v—— 流体的平均流速 2021/3/17 * 在被测管道上下游的一定距离上,分别安装两对超声波发射和接收探头（F1,T1）、（F2,T2）。其中（F1,T1）的超声波是顺流传播的，而（F2，T2）的超声波是逆流传播的。根据这两束超声波在液体中传播速度的不同，采用测量两接收探头上超声波传播的时间差?t、相位差?φ或频率差?f等方法，可测量出流体的平均速度及流量。 超声波流量传感器工作原理 2021/3/17 * 超声波探伤传感器 穿透法探伤: 穿透法探伤是根据超声波穿透工件后能量的变化情况来判断工件内部质量。 反射法探伤: 反射法探伤是根据超声波在工件中反射情况的不同来探测工件内部是否有缺陷。它又分为一次脉冲反射法和多次脉冲反射法两种。 2021/3/17 * （1）穿透法探伤 优点:指示简单,适用于自动探伤;可避免盲区,适宜探测薄板。 缺点:探测灵敏度较低,不能发现小缺陷;根据能量的变化可判断有无缺陷,但不能定位;对两探头的相对位置要求较高。 穿透法探伤原理 2021/3/17 * （2）一次脉冲反射法 一次脉冲反射法探伤原理 2021/3/17 * （3）多次脉冲反射法 多次脉冲反射法探伤原理 2021/3/17 * t A 2021/3/17 * 案例:输油管检测检测机器人 2021/3/17 * 超声波测温传感器 主控器 发射电路 探 头 反 射 板 控制电路 时钟电路 计数器 放大整形 接收波 发射波 第7章 超声波传感器 第7章 超声波传感器 2021/3/17 * 超声波的波型及其传播速度 纵波:质点的振动方向与波的传播方向一致。（固、液、气） 横波:质点的振动方向垂直于波的传播方向。（固） 表面波:质点的振动介于纵波和横波之间,沿着表面传播,振幅随深度增加而迅速衰减。（固体表面） 当超声波由一种介质入射到另一种介质时,由于在两种介质中传播速度不同,在介质界面上会产生反射、折射和波型转换等现象。 2021/3/17 * 纵波:质点的振动方向与波的传播方向一致。（固、液、气） 横波:质点的振动方向垂直于波的传播方向。（固） 表面波:质点的振动介于纵波和横波之间,沿着表面传播,振幅随深度增加而迅速衰减。（固体表面） 2021/3/17 * 2021/3/17 * 超声波的传播速度 取决于介质的弹性常数及介质的密度,与自身频率