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超聲波測距離傳感器的三類探頭說明

更新時間:2020-04-07  |  點擊率:772
   超聲波測距離傳感器測距時超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面以超聲波作為檢測手段,必須產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,習慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。
  超聲波換能器又稱超聲波探頭。超聲波換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數種,在檢測技術中主要采用壓電式。由于其結構不同,換能器又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭等。
  我們今天以固體傳導介質為例,簡要介紹以下三種探頭:
  1.單晶直探頭
  俗稱直探頭,其壓電晶片采用PZT壓電陶瓷制作。發射超聲波時,將500V以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上,利用逆壓電效應,使晶片發射出一束頻率落在超聲波范圍內、持續時間很短的超聲振動波,垂直投射到試件內。假設該試件為鋼板,而其底面與空氣交界,到達鋼板底部的超聲波絕大部分能量被底部界面所反射。反射波經過一短暫的傳播時間回到壓電晶片。再利用壓電效應,晶片將機械振動波轉換成同頻率的交變電荷和電壓。
  2.雙晶直探頭
  由兩個單晶探頭組合而成,裝配在同一個殼體內,其中一片晶片發射超聲波,另一片晶片接收超聲波。雙晶探頭的結構雖然復雜一些,但檢測精度比單晶直探頭高,且超聲信號的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡單。
  3.斜探頭
  有時為使超聲波能傾斜入射到被測介質中,可選用斜探頭。壓電晶片粘貼在與底面成一定角度的有機玻璃斜楔塊上。當斜楔塊與不同材料被測介質接觸時,超聲波產生一定角度的折射,傾斜入射到試件中去,折射角可通過計算求得。
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