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超声波测距离传感器的三类探头说明

更新时间:2020-04-07  |  点击率:690
   超声波测距离传感器测距时超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。
  超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种,在检测技术中主要采用压电式。由于其结构不同,换能器又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头等。
  我们今天以固体传导介质为例,简要介绍以下三种探头:
  1.单晶直探头
  俗称直探头,其压电晶片采用PZT压电陶瓷制作。发射超声波时,将500V以上的高压电脉冲加到压电晶片上,利用逆压电效应,使晶片发射出一束频率落在超声波范围内、持续时间很短的超声振动波,垂直投射到试件内。假设该试件为钢板,而其底面与空气交界,到达钢板底部的超声波绝大部分能量被底部界面所反射。反射波经过一短暂的传播时间回到压电晶片。再利用压电效应,晶片将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。
  2.双晶直探头
  由两个单晶探头组合而成,装配在同一个壳体内,其中一片晶片发射超声波,另一片晶片接收超声波。双晶探头的结构虽然复杂一些,但检测精度比单晶直探头高,且超声信号的反射和接收的控制电路较单晶直探头简单。
  3.斜探头
  有时为使超声波能倾斜入射到被测介质中,可选用斜探头。压电晶片粘贴在与底面成一定角度的有机玻璃斜楔块上。当斜楔块与不同材料被测介质接触时,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。