传感器与检测技术第九章课件.pptVIP

喇叭形超声发生器 4.超声防盗报警器 图中的上半部分为发射电路，下面为接收电路。发射器发射出频率 f=40 kHz左右的超声波。如果有人进入信号的有效区域，相对速度为 v，从人体反射回接收器的超声波将由于多普勒效应，而发生频率偏移?f。 超声波多普勒测量车速 多普勒效应 前进方向的频率升高 如果波源和观察者之间有相对运动，那么观察者接收到的频率和波源的频率就不相同了，这种现象叫做多普勒效应。测出?f 就可得到运动速度。 超声波多普勒测量风速 风 风引起超声波的频率变大或变小 A型超声波探伤 起始波 缺陷反射波 底波 工件 缺陷 5.超声波无损探伤 钢轨探伤车 滑板式探头 高速钢轨探伤车 铁路钢轨探测用的滚轴式探头（也称做轮式探头） 构件的超声探伤（续） 2.光纤压力传感器 图9-7 膜片反射式光纤压力传感器的原理图 1—Y形光纤束； 2—壳片； 3—膜片 3.光纤温度传感器 图9-8 光纤温度传感器示意图 1—感温黑色壳体； 2—彩色液晶； 3—入射光纤； 4—出射光纤 保护管内为高温光纤 低温光纤 光纤温度传感器 4.热双金属式光纤温度开关 图9-9 热双金属式光纤温度开关的原理图 1—遮光板； 2—双金属片 5.球面光纤液位传感器 （a）不接触液体的工况 （b）浸在液体中的工况 图9-10 球面光纤液位传感器的原理图 1—入射光纤； 2—透明球形端面； 3—包层； 4—出射光纤 6.斜端面光纤液位传感器 （a）在空气中 （b）在液体中 图9-11 反射式斜端面光纤液位传感器的原理图 1、2—光纤； 3—棱镜 7.单光纤液位传感器 图9-12 单光纤液位传感器的结构 1—光纤； 2—耦合器 （a）尖顶磨平的探头 （b）尖顶磨平并粘上突出物的探头 图9-13 改进的光纤液位探头 9.2 超声波传感器及其应用 主要学习超声波的物理特性，着重了解超声波在检测技术中的一些应用，也涉及无损探伤的设备及方法。 9.2.1 超声波的物理性质 1.超声波的性质 高于20 KHz的声波 具有指向性好、能量集中、穿透本领大等特点 蝙蝠依靠超声波捕食 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 　超声波加湿器 　超声波塑料焊接机 压电陶瓷或磁致伸缩材料在高电压窄脉冲作用下，可得到较大功率的超声波，可以被聚焦，能用于集成电路及塑料的焊接。 便携式超声波探鱼器 超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。 2.超声波的传播方式 超声波的传播方式主要可分为纵波、横波、表面波等几种。 纵波 横波 表面波 3.声速和波长 1.声速 取决于介质 2.波长 c = λf 弹性系数 密度 声阻抗Z：Z=ρc 4.超声波的反射与折射 当超声波从一种介质向另一种介质传播时，如果两者的声阻抗不同，就会在其分界面上产生反射和透射现象，使一部分能量返回第一种介质，另一部分能量穿过分界面进入第二种介质。当两种不同的介质声阻抗相差较大时，便会产生超声波反射。 9.2.2 超声波传感器的应用 双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所接收。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t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度? ： 手持式超声波测厚仪 超声波测厚仪 石料测厚 超声波手持式测厚 混凝土测厚 木材测厚 小提琴 木料测厚 双晶超声波测厚探头 双晶超声波测厚探头（续） 超声波清洗机 当弱的声波信号作用于液体中时，会对液体产生一定的负压，即液体体积增加，液体中分子空隙加大，形成许多微小的气泡；而当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，即液体体积被压缩减小，液体中形成的微小气泡被压碎。经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压的压力，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是利用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。超声清洗多用于半导体、机械、玻璃、医疗仪器等行业。 超声波清洗原理及清洗器（参考湖南省浏阳市医用仪具厂 、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料） 超声换能器 气泡 波浪 清洗物 3.超声波液位计 在液罐上方安装空气传导型超声发射器和接收器，根据超声波的往返时间，就可测得液体的液面。 超