超声波检测-基础和应用

超声波检测最常用于工业应用，以检测隐藏的轨迹，不连续金属，复合材料，塑料，陶瓷，和水位检测。为此目的，由于超声波传感器使用声音而不是光来探测，因此使用了表明声波通过固体材料传播的物理定律。

超声波检测原理是什么？

定义声波

声音是通过介质传播的机械波，介质可以是固体、液体或气体。声波可以以特定的速度在介质中传播，具体速度取决于传播介质。高频声波从边界反射，产生独特的回声模式。

声波的物理定律

声波具有特定频率或每秒振荡数。人类可以检测频率范围为约20Hz至20kHz的声音。但是，通常使用的频率范围超声波检测是100 kHz到50MHz。在特定时间和温度下超声的速度在介质中是恒定的。

W = C/F(或)W = CT

其中w =波长

C =声音在介质中的速度

F =波的频率

t =时间段

超声检查最常用的方法是利用纵波或横波。纵波是质点运动与传播波方向相同的压缩波。横波是质点运动垂直于传播方向的波运动。超声波检测将高频声波引入到测试对象中，以获取有关对象的信息，而不会以任何方式改变或损坏该对象。在超声波检测中测量两个值。

声音通过媒介所花费的时间和接收信号的振幅。根据速度和时间可以计算出厚度。

材料厚度=材料声速X战斗时间

用于波传播和粒子探测的换能器

为了发送声波并接收回声，将使用正常称为收发器或换能器的超声波传感器。它们的工作原理类似于雷达，将电能转化为声音形式的机械能，反之亦然。

常用的传感器有接触式传感器、角束式传感器、延迟线传感器、浸入式传感器和双元件传感器。接触式传感器通常用于定位零件外表面的空隙和裂缝，以及测量厚度。角束传感器利用反射和模式转换原理在测试材料中产生折射的剪切波或纵波。

延迟线传感器是与可更换延迟线结合使用的单元件纵波传感器。选择延迟线传感器的原因之一是可以提高近地表分辨率。延迟使元件在收到反射器的返回信号之前停止振动。

与接触式传感器相比，浸入式传感器的主要优点是均匀耦合减少了灵敏度变化，减少了扫描时间，并提高了对小反射器的灵敏度。

超声波传感器的操作:

当高压电脉冲被施加到超声波换能器上时，它会在特定的频率谱上振动，并产生一股声波。当任何障碍出现在超声波传感器前面时，声波就会以回声的形式反射回来，并产生电脉冲。它计算发送声波和接收回声之间所花费的时间。回声模式将与声波模式进行比较，以确定检测信号的状况。

3涉及超声波检测的应用:

金属中障碍物或不连续点的距离与声波在介质中传播的速度和接收回声所花的时间有关。因此，超声波检测可用于发现粒子之间的距离，检测金属的不连续和指示液位。

• 超声波距离测量

超声波传感器用于距离测量应用。这些装置定期向目标发送短脉冲超声波，目标将声波反射回传感器。然后，该系统测量回波返回传感器的时间，并利用介质内的声速计算到目标的距离。

在工业上可访问的超声波清洁装置内使用不同种类的换能器。超声换能器固定到不锈钢锅中，该不锈钢盘填充有溶剂，并施加方波，施加液体上的振动能量。

超声波距离传感器使用声纳测量距离;通过测量回波返回所需的时间来从单元传输超声波（高于人体听力）拍拍，并确定距离目标。来自超声波传感器的输出是可变宽度的节拍，与目标的距离相比。

8超声波距离传感器的特点：

1. 电源电压：5V（DC）。
2. 电源电流:15。
3. 调制频率:40 hz。
4. 输出:0 - 5V(在范围内检测到障碍物时输出高)。
5. 光束角度:最大15度。
6. 距离：2cm - 400cm。
7. 准确性:0.3厘米。
8. bob的是什么网站通信：正TTL脉冲。

超声波距离传感器的操作:

超声波传感器模块包括一个发射器和一个接收器。发射器可以发送40千赫的超声波，而最大接收器的设计只能接受40千赫的声波。因此，一旦模块前面遇到任何障碍，放置在发射器旁边的接收超声波传感器将能够接收到40 KHz的反射。因此，每当有任何障碍出现在超声波模块之前，它就会计算从发送信号到接收信号所花费的时间，因为时间和距离与声波以343.2m/s通过空气介质有关。在接收到信号后，MC程序在执行时在cms中与单片机接口的LCD上显示测量的数据，即距离。

机器人应用的特点是非常受欢迎，但你也会发现这个产品在安全系统中很有用，如果需要的话，可以作为红外替代品。

• 用于水位检测的超声波传感器

无触点液位控制器框图

上面的电路图显示了无触点液位控制器在该图中，超声波传感器模块与微控制器接口。每当以CM测量的电平距离下降到一个设定点下方，泵通过感测出来的信号和接收到超声换能器的信号而开始，该信号送到微控制器。当微控制器从超声波换能器接收信号时，它通过MOSFET激活继电器，MOSFET打开或关闭操作泵。

• 超声波障碍检测

在许多自动化加工厂和加工厂中，超声波传感器被用来检测目标的存在和测量到目标的距离。具有ON或OFF数字输出的传感器可用于检测物体的存在，具有模拟输出的传感器相对于目标分离距离的变化是市售的。

超声波障碍物传感器由一组超声波接收器和发射器组成，该发射器以相同的频率操作。点在区域中移动的点固定电路的精细偏移是加重的，并且触发蜂鸣器/报警。

特点:

• 功耗20mA
• 脉冲/交流bob的是什么网站
• 狭窄的接收角
• 提供准确的，非接触分离估计在2厘米到3米
• 爆炸点LED显示在前进中的估计
• 3引脚标头可以使用伺服开发链接进行连接简单

规格:

• 电源：5V DC
• 静态电流:< 15马
• 有法律效力的角度:< 15°
• 测距距离:2厘米- 350厘米
• 解析:0.3厘米
• 输出周期：50ms

传感器通过发出短的超声波突发然后收听ECO来检测物体。在主机微控制器的控制下，传感器发出短40 kHz爆炸。这种爆炸的风险或通过空气击中一件物品，然后再次反弹到传感器之后。

传感器向主机提供输出脉冲，该脉冲在检测到回声时终止;因此，一个程序将一个脉冲到另一个脉冲的宽度纳入计算，以提供物体距离的结果。

现在您已经了解了超声波检测的应用和基本概念，如果对这个主题或对电气和电气方面有任何疑问无触点液位控制器请在下方留下评论。