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今日陕西快乐十分钟:行業知識:超聲波傳感器及應用

更新日期:2008-01-09  作者:  來源:光學精密機械網(www.uvcfk.com)收集整理

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人們能聽到聲音是由于物體振動產生的,它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內,超過20KHZ稱為超聲波,低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。


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,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、???、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型),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。超聲波應用有三種基本類型,透射型用于??仄?,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。


1、??乜爻ㄒ?乜乜煽刂萍矣玫縉骷罷彰韉?。采用小型超聲波傳感器(Φ12-Φ16),工作頻率在40KHZ,??鼐嗬朐?0米.??仄韉姆⑺?這是由555時基電路組成的振蕩器,調整10KΩ電位器,使振蕩頻率為40KHZ,傳感器接在③腳,接下按鈕時,發送出超聲波,接收電路。電源由220V經電容降壓、整流、濾波、穩壓后獲得12V工作電壓。由于是非隔離電源,要整個電路用塑料外殼封裝,以防觸電(在調試時也應注意)。信號由超聲波接收器接收,經Q1、Q2放大(L、C諧振槽路調諧在40KHZ)。放大后的信號去觸發由Q3、Q4組成的雙穩態電路,Q5及LED作為觸發隔離,并可發光顯示。由于雙穩態在開機時有隨機性,故加一清零按鈕。Q5輸出的觸發信號使雙向可控硅導通,負載接通。要負載斷路,則要按一次發送鈕。


2、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。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。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)。


(來源:慧聰網)

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