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超聲波傳感器測距的工作原理

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超聲波傳感器測距的工作原理

發布日期:2022-04-08 作者:新威電子 點擊:

在日常生產生活中,超聲波傳感器測距主要應用于汽車的倒車雷達、及機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業現場,例如:液位、井深、管道長度等,需要自動進行非接觸測距的場合。目前有兩種常用的超聲波測距方案。一種是基于單片機或者嵌入式設備的超聲波測距系統,一種是基于CPLD的超聲波測距系統。


原理:將超聲波信號轉換成其他能量信號的傳感器。超聲波是指頻率大于20kHz的在彈性介質中產生的機械震蕩波,其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點,因此常被用于非接觸測距。由于超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中。


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。因此超聲波測距對環境有較好的適應能力,此外超聲波傳感器測量在實時、精度、價格也能得到很好的折衷。方法有往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。


超聲波傳感器


其原理是超聲波傳感器發射一定頻率的超聲波,借助空氣媒質傳播,到達測量目標或障礙物后反射回來,經反射后由超聲波接收器接收脈沖,其所經歷的時間即往返時間,往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。一般超聲波探傷儀的使用步驟都是先根據工件的尺寸,形式,用標準試塊進行超聲波探頭校準、曲線制作,然后再進行現場超聲波探傷。


使用前校準超聲波探傷儀探頭,通過調整探傷靈敏度,使DAC曲線完整顯示在屏幕上,然后開始探傷。探傷時一般是使探頭垂直焊口走向并沿焊口走向做鋸齒型掃查,探頭沿焊口走向(前后)移動的距離:0~100mm。在超聲檢查過程中,超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。探頭的性能直接影響超聲波的特性,影響超聲的成像效果。常用的超聲探頭包括相控陣探頭、凸陣探頭及線陣探頭。


使用超聲探頭時,還有一個非常重要的一點,那就是,無論掃查哪個位置,操作者都要有一個支點于患者皮膚上,以確保出現好的圖像時,不會輕易劃走。使超聲波探頭與皮膚接觸的更加緊密,而使超聲波有效通過,獲得較好的圖像。對應的技術,目前有彈性成像,可通過間歇性規律Press探頭,了解腫塊的軟硬度。



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關鍵詞:超聲波傳感器,超聲波探頭,超聲波傳感器探頭

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