原理及組成

原理

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)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(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱(chēng)為超聲換能器，或者超聲探頭。

組成

超聲波傳感器主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。超聲傳感器的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)傳感器的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。

主要性能指標(biāo)

（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。

（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。醫(yī)療用的超聲傳感器的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。

（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高;反之，靈敏度低。

如超聲波傳感器，一個(gè)復(fù)合式振動(dòng)器被靈活地固定在底座上。該復(fù)合式振動(dòng)器是諧振器以及，由一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器的一個(gè)結(jié)合體。諧振器呈喇叭形，目的是能有效地輻射由于振動(dòng)而產(chǎn)生的超聲波，并且可以有效地使超聲波聚集在振動(dòng)器的中央部位。

室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部?jī)?nèi)側(cè)。底座固定在盒體的開(kāi)口端，并且使用樹(shù)脂進(jìn)行覆蓋。對(duì)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的超聲波傳感器而言，要求其精確度要達(dá)到1mm，并且具有較強(qiáng)的超聲波輻射。

特點(diǎn)

超聲波液位傳感器還有以下特點(diǎn):

□ 超聲波液位傳感器的量程為1.25米

□ 超聲波液位傳感器DL10 輸出4~20mA

□ 超聲波液位傳感器DX10 輸出0-5V電壓信號(hào)

□ 超聲波液位傳感器探頭材質(zhì)PVDF,耐酸堿腐蝕

□ 窄聲束角0度，支持靜管技術(shù)

□ WebCal軟件標(biāo)定，防護(hù)等級(jí)IP67

技術(shù)參數(shù)

超聲波液位傳感器參數(shù)如下:

量程: 1.25m精度: 3mm分辨率: 0.5mm聲束寬度: 5cm死區(qū): 5cm供電電壓: 24vdc（環(huán)路）溫度補(bǔ)償: 全量程自動(dòng)環(huán)繞阻抗: 400ohms@24vdc信號(hào)輸出: DX10:0-5V,0-10V, DL10:4~20mA標(biāo)定: WebCal PC 軟件，USB標(biāo)定失效診斷: 4 mA,20 mA,21 mA,22mA，或者保持當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)過(guò)程溫度: -20℃ to 60℃壓力: 大氣壓防護(hù)等級(jí): NEMA 4X （IP65）外殼材料: PC/ABS FR探頭材料: PVDF過(guò)程連接: 1"NPT（1"G）螺紋電纜長(zhǎng)度: 1.2米電纜材料: PVC延時(shí): 可選類(lèi)別: 普通認(rèn)證: CE