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1、新型傳感器(1)次聲波，振動頻率低于l6Hz的機械波。(2)聲波:振動頻率在16Hz―20KHz之間的機械波。(3)超聲波:高于20KHz的機械波。1、聲波及其分類一、超聲波概述2．超聲波的傳播形式超聲波在介質中可產生三種形式的波：橫波：質點振動的方向垂直于波的傳播方向（固體）；縱波：質點振動方向與波的傳播方向一致（固體、液體和氣體）；表面波：質點振動介于縱波與橫波之間，沿物體表面?zhèn)鞑ィü腆w、液體）；為了測量各種狀態(tài)下的物理量多采用縱波。超聲波的頻率越高，與光波的某些性質越相似。超聲波與其他聲波一樣,波速與介質密度和彈性特性有關。3.超聲波的特點及其分類超聲波是高于聽
2、覺頻率閾值的機械振動，其頻率在104Hz～1012Hz之間，其中常用的頻率大約在104Hz～3×106Hz之間。超聲波具有聚束、定向及反射、散射、透射等特性。按超聲振動輻射大小不同大致可分為：利用超聲波使物體或物件發(fā)生變化的功率應用，稱之為功率超聲；利用超聲波獲取若干信息，稱之為檢測超聲。這兩種超聲的應用，同樣需要借助于超聲波傳感器(換能器或探頭)來實現(xiàn)。二、超聲波傳感器及其應用也稱為超聲波換能器（或稱為探測器、探頭）。發(fā)射：能將（交流）電信號轉換成機械振動而向介質中輻射（發(fā)射）超聲波。接收：將超聲場中的機械振動轉換成相應的電信號的裝置。超聲波傳感器一般都是可逆的，既
3、能發(fā)射也能接收超聲波。1.超聲波傳感器分類按其結構可分為直探頭、斜探頭、雙探頭、液浸探頭和聚焦探頭等。按其工作原理又可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。最常用的是壓電式探頭。壓電式直探頭主要由壓電晶片、吸收塊(阻尼塊)、保護膜組等成，其結構如圖所示。壓電晶片多為圓板形，其厚度與超聲波頻率成反比。例如，厚度為1mm晶片的自然頻率約為1.89MHz。工作原理：它有兩個電晶片和一個共振板，當兩極外加脈沖信號，它的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時，壓力晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，將機械的能轉為電信號的這一過程，這就成了超聲波探頭的工作原理。2.超聲波傳感器應用超聲波傳
4、感技術是醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產、海洋探測等領域獲取信息的重要手段之一。例如，B超成像診斷儀、超聲波層析成像（CT）、無損探傷儀、水下全息成像等。（1）超聲波測量厚度——脈沖反射式超聲測厚儀脈沖反射式超聲測厚原理是測量超聲波脈沖通過試樣所需的時間間隔，然后根據(jù)超聲波脈沖在樣品中的傳播速度求出樣品厚度。d—樣品厚度；c—超聲波速度；t—超聲波從發(fā)射到接收回波的時間間隔。超聲波診斷儀是通過向人體內發(fā)射超聲波(主要采用縱波)，然后接收經人體各組織反射回來的超聲波信號并加以處理和顯示，根據(jù)超聲波在人體不同組織中傳播特性的差異進行診斷的。超聲波診斷儀最常用的有A型超聲波診斷儀、M型超
5、聲波心動圖儀和B型超聲波斷層顯像儀等。（2）超聲波診斷儀（a）A型超聲波診斷儀A型超聲波診斷儀又稱為振幅(Amplitude)型診斷儀，其原理類似示波器，所不同的是在垂直通道中增加了檢波器。（b）M型超聲波診斷儀M型超聲波診斷儀主要用于運動(Motion)器官的診斷，常用于心臟疾病的診斷，故又稱為超聲波心動圖儀。下圖就是由M型超聲波診斷儀做出的超聲心動圖：(c)B型超聲波診斷儀B型超聲波診斷儀(簡稱為B超)是在M型診斷儀的基礎上發(fā)展起來的輝度調制(BrightnessModulation)式診斷儀。外形如左下圖所示。B超換能器外形圖腎臟的B超圖像右下圖是腎臟的B超圖像
6、(3)超聲波測距通過超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時的時間差就可以知道距離了。這與雷達測距原理相似。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時超聲探頭被測目標被測距離:c---聲速t---往返飛行時間超聲波還可以測量液（物）位（實際上是測距，原理與測厚相同）、硬度、流速（流量）等。三、倒車雷達倒車雷達全稱叫“倒車防撞雷達”，也叫“泊車輔助裝置”，是汽車泊車或者倒車時的安全輔助裝置。探頭裝在后保險杠上，探頭有二、三、四、六、八只不等，分別管前后左右。探頭
7、以45度角輻射，上下左右搜尋目標。它最大的好處是能探索到那些低于保險杠而司機從后窗難以看見的障礙物，并報警，如花壇、蹲在車后玩耍的小孩等。以聲音或者更為直觀的顯示幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。探測原理倒車雷達是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設計開發(fā)的。倒車雷達用于測距上，在某一時刻發(fā)出超聲波信號，在遇到被測物體后反射回信號波，被倒車雷達接收到，用超聲波信號從發(fā)射到接收回波信號這一個時間而計算出在介質中的傳播速度，這就可以計算出探頭與被探測到的物體的距離。倒車雷達的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機
