什么是壓電式超聲波傳感器?超聲波傳感器兩大應(yīng)用介紹!

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/超聲波傳感器" target="_blank">超聲波傳感器的相關(guān)報道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、壓電式(電致伸縮式)超聲波傳感器

超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其它能量信號(通常是電信號)的傳感器。超聲波是振動頻率高于20kHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

超聲波傳感器中的一種類別便是壓電式超聲波傳感器，壓電式超聲波傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)原理來工作的超聲波傳感器，常用的敏感元件材料主要有壓電晶體和壓電陶瓷。根據(jù)正、逆壓電效應(yīng)的不同，壓電式超聲波傳感器分為發(fā)生器(發(fā)射探頭)和接收器(接收探頭) 兩種，根據(jù)結(jié)構(gòu)和使用的波型不同可分為直探頭、表面波探頭、蘭姆波探頭、可變角探頭、雙晶探頭、聚焦探頭、水浸探頭、噴水探頭和專用探頭等。

壓電式超聲波傳生器是利用逆壓電效應(yīng)的原理將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動，從而產(chǎn)生 超聲波。當(dāng)外加交變電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時會產(chǎn)生共振，此時產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。壓電式超聲波傳感器可以產(chǎn)生幾十千赫到幾十兆赫的高頻超聲波，其聲強(qiáng)可達(dá)幾十瓦每平方厘米。壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)原理進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波作用到壓電晶片上引起晶片伸縮，在晶片的兩個表面上便產(chǎn)生極性相反的電荷，這些電荷被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到測量電路，最后記錄或顯示出來。壓電式超聲波接收器的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時就用同一個傳感器兼作發(fā)生器和接收器兩種用途。

典型的壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)主要由壓電晶片、吸收塊(阻尼塊)、保護(hù)膜等組成。壓電晶 片多為圓板形，超聲波頻率與其厚度成反比。壓電晶片的兩面鍍有銀層，作為導(dǎo)電的極板， 底面接地，上面接至引出線。為了避免傳感器與被測件直接接觸而磨損壓電晶片，在壓電晶片下粘合一層保護(hù)膜。吸收塊的作用是降低壓電晶片的機(jī)械品質(zhì)，吸收超聲波的能量。

二、超聲波傳感器兩大應(yīng)用

在這部分，我們主要來了解一下超聲波傳感器的其中的兩個重要的應(yīng)用。

1.超聲波凹陷檢測

超聲波傳感器還可以確保將可能在制造或其他工業(yè)環(huán)境中使用的任何傳送帶，電線或電纜放置在應(yīng)有的位置。電纜下垂會減慢或停止生產(chǎn)線，這些傳感器可以自動檢測這些物體是否運行均勻，甚至需要擰緊。超聲波傳感器可以發(fā)揮出難以置信的精確度，這意味著它們甚至可以檢測到微小的缺陷或故障。更好的是，在制造過程中可能產(chǎn)生的像灰塵這樣的微粒不會影響其感應(yīng)能力。

2.超聲波液位檢測

這是食品生產(chǎn)行業(yè)中過程自動化的另一個示例。超聲波傳感器采用衛(wèi)生設(shè)計，并完全封裝不銹鋼，即使在處理食品時也能保持良好的性能。例如，它可以通過在混凝機(jī)中監(jiān)測牛奶和凝乳酶的水平，來幫助乳品廠連續(xù)而不是分批生產(chǎn)奶酪。這樣，它就知道何時在另一端連續(xù)清除奶酪凝乳時提供更多這些成分。

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