超聲波傳感器的應用案例
作者:admin   發布時間:2015/12/16 16:29:09   瀏覽次數:7435
超聲波傳感器及應用案例類別超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱和振蕩(縱波)。在工業中應用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現象,并且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波,其頻率較低,,一般為幾十KHZ,而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快,而在液體及固體中傳播,衰減較小,傳播較遠。利用超聲波的特性,可做成各種超聲傳感器,配上不同的電路,制成各種超聲測量儀器及裝置,并在通迅,醫療家電等各方面得到廣泛應用。
超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器,它可以將電能轉變成機械振蕩而產生超聲波,同時它接收到超聲波時,也能轉變成電能,所以它可以分成發送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發送,也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器,其結構如圖1所示,發送與接收略有差別,它適用于在空氣中傳播,工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等(其中T表示發送,R表示接收,40表示頻率為40KHZ,16及12表示其外徑尺寸,以毫米計)。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型),其外型如圖2。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近開關用,它的性能較好。T/R40系列及MA40EI的特性如表1及表2所示。超聲波應用有三種基本類型,如圖3所示,透射型用于遙控器,防盜報警器、自動門、接近開關等;分離式反射型用于測距、液位或料位;反射型用于材料探傷、測厚等。
液位指示及控制器由于超聲波在空氣中有一定的衰減,則發送到液面及從液面反射回來的信號大小與液位有關,液面位置越高,信號越大;液面越低則信號就小。液位發送電路部分與圖4相同,接收部分見圖6所示。接收到的信號經BG1、BG2放大,經D1、D2整流成直流電壓。當4.7KΩ上的電壓超過BG3的導通電壓時,有電流流過BG3,電流表有指示,電流大小與液面有關。圖7為液位控制器電路。A點與上圖A點相連接。當液位低于設置值時,比較器輸出為低電平。BG不導通,若液位升到規定位置,比較器翻轉,輸出高電平。BG導通,J吸合,可通過電磁閥將輸液開關關閉,以達到控制的目的(高位控制)。
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