超聲波傳感器的應(yīng)用案例
作者:admin   發(fā)布時(shí)間:2015/12/16 16:29:09   瀏覽次數(shù):7443
超聲波傳感器及應(yīng)用案例類別超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱和振蕩(縱波)。在工業(yè)中應(yīng)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(xiàn)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(yuǎn)。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(cè)量儀器及裝置,并在通迅,醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)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?zhèn)鞲衅?,它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時(shí)它接收到超聲波時(shí),也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,發(fā)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(cè)距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等(其中T表示發(fā)送,R表示接收,40表示頻率為40KHZ,16及12表示其外徑尺寸,以毫米計(jì))。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型),其外型如圖2。它的特點(diǎn)是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近開關(guān)用,它的性能較好。T/R40系列及MA40EI的特性如表1及表2所示。超聲波應(yīng)用有三種基本類型,如圖3所示,透射型用于遙控器,防盜報(bào)警器、自動(dòng)門、接近開關(guān)等;分離式反射型用于測(cè)距、液位或料位;反射型用于材料探傷、測(cè)厚等。
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(fā)送到液面及從液面反射回來的信號(hào)大小與液位有關(guān),液面位置越高,信號(hào)越大;液面越低則信號(hào)就小。液位發(fā)送電路部分與圖4相同,接收部分見圖6所示。接收到的信號(hào)經(jīng)BG1、BG2放大,經(jīng)D1、D2整流成直流電壓。當(dāng)4.7KΩ上的電壓超過BG3的導(dǎo)通電壓時(shí),有電流流過BG3,電流表有指示,電流大小與液面有關(guān)。圖7為液位控制器電路。A點(diǎn)與上圖A點(diǎn)相連接。當(dāng)液位低于設(shè)置值時(shí),比較器輸出為低電平。BG不導(dǎo)通,若液位升到規(guī)定位置,比較器翻轉(zhuǎn),輸出高電平。BG導(dǎo)通,J吸合,可通過電磁閥將輸液開關(guān)關(guān)閉,以達(dá)到控制的目的(高位控制)。
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