(工学)传感器技术超声波传感器.ppt

超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测厚 在脉冲回波法测量试件厚度时，超声波探头与被测试件某一表面相接触。由主控制器产生一定频率的脉冲信号，送往发射电路，经电流放大后加在超声波探头上，从而激励超声波探头产生重复的超声波脉冲。脉冲波传到被测试件另一表面后反射回来，被同一探头接收。若已知超声波在被测试件中的传播速度v，设试件厚度为 d，脉冲波从发射到接收的时间间隔Δt可以测量，则可求出被测试件厚度为 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测厚 用超声波传感器测量零件厚度，具有测量精度高，操作安全简单，易于读数，能实现连续自动检测，测试仪器轻便等诸多优点。但是，对于声衰减很大的材料，以及表面凹凸不平或形状极不规则的零件，利用超声波实现厚度测量比较困难。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 信息与控制学院仪器系 * 手持式超声波测厚仪 超声波传感器 信息与控制学院仪器系 * 石料测厚 超声波传感器 信息与控制学院仪器系 * 混凝土测厚 木材测厚 小提琴 木料测厚 超声波传感器 信息与控制学院仪器系 * 超声波测距 空气超声探头发射超声脉冲，到达被测物时，被反射回来，并被另一只空气超声探头所接收。测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间t，再乘以空气的声速（340m/s），就是超声脉冲在被测距离所经历的路程，除以2就得到距离。 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 存于各种容器内的液体表面高度及所在的位置称为液位；固体颗粒、粉料、块料的高度或表面所在位置称为料位。两者统称为物位。 超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的反射特性而工作的。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 根据发射和接收换能器的功能，超声波物位传感器可分为单换能器和双换能器两种。单换能器在发射和接收超声波时均使用一个换能器，而双换能器对超声波的发射和接收各由一个换能器担任。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 超声波传感器可放置于水中，让超声波在液体中传播。由于超声波在液体中衰减比较小，所以即使产生的超声波脉冲幅度较小也可以传播。 超声波传感器也可以安装在液面的上方，让超声波在空气中传播。这种方式便于安装和维修，但超声波在空气中的衰减比较厉害。如果从发射超声波脉冲开始，到接收换能器接收到反射波为止的这个时间间隔为已知，就可以求出分界面的位置，利用这种方法可以实现对物位的测量。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 对于单换能器来说，超声波从发射到液面，又从液面反射回换能器的时间间隔为： 信息与控制学院仪器系 * 对于双换能器来说，超声波从发射到被接收经过的路程为2s 。 s—超声波反射点到换能器的距离a—两换能器间距之半 超声波传感器 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测物位 超声波物位传感器具有精度高、使用寿命长、安装方便、不受被测介质影响、可实现危险场所的非接触连续测量等优点。其缺点是：若液体中有气泡或液面发生波动，便会有较大的误差。在一般使用条件下，它的测量误差为士0.1% ，测量范围为10-2-104m。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 信息与控制学院仪器系 * 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。 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测流量 超声波测量流体流量是利用超声波在流体中传输时，在静止流体和流动流体中的传播速度不同的特点，从而求得流体的流速和流量。 图中v为被测流体的平均流速，c为超声波在静止流体中的传播速度，?为超声波传播方向与流体流动方向的夹角( 必须小于 90 度),A、B 为两个超声波换能器，L为两者之间距离。 信息与控制学院仪器系 * 超声波传感器 超声波传感器的应用 超声波测流量 时差法 相位差法 频率差法 信息与控制学院仪器系 * 超声波流量传感器具有不阻碍流体流动的特点，实现了非接触测量。它可测流体种类很多，不论是非导电的流体、高黏度的流体、浆状流体，只要能传输超声波的流体都可以进行测量。超声波流量计可用来对自来水、工业用水、农业用水等进行测量，还可用于下水道、农业灌溉、河流等流速的测量。 超声波传感器 信息与控制学院仪器