第十三章 超声波传感器
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超声波传感器课件
数据处理与分析
使用相关软件对采集 到的数据进行处理和 分析。
数据处理与分析
数据清洗
去除异常值和噪声，确 保数据质量。
数据转换
将原始数据转换为更易 于分析的格式或图表。
数据分析
根据实验目的，对数据 进行统计分析或趋势分
析。
结果解释与结论
根据分析结果，得出结 论并解释实验现象。
06
问题与解答
常见问题及解决方案
02
03
04
工业自动化
用于检测生产线上的物体位置 和距离，实现自动化控制和定
位。
机器人技术
用于机器人导航、避障和定位 ，提高机器人的智能和自主性
。
医疗诊断
用于检测人体内部器官和病变 ，如超声成像和胎儿监测。
环境ห้องสมุดไป่ตู้测
用于检测空气污染、水质污染 等环境问题，实现环境监测和
保护。
02
超声波传感器的设计与制 造
气体检测
超声波传感器能够检测空气中的有害气体和粉尘，如一氧化碳、二氧化硫、PM2.5等。这对于保障公共安全和预 防环境污染具有重要意义。
工业自动化与智能制造
机器人定位
在工业自动化生产线上，超声波传感器常用于机器人的定位和避障。通过向目标物体发射超声波并接 收回声信号，机器人可以精确地判断出目标物体的距离和位置，从而实现高效、精准的操作。
VS
新工艺
新型工艺如纳米压印、光刻技术等在超声 波传感器的制造中得到应用，这些新工艺 能够实现更精细的加工和更高的集成度， 提高传感器的分辨率和响应速度。
多功能化与集成化的发展
多功能化
超声波传感器正朝着多功能化的方向发展， 除了基本的检测功能外，还集成了温度、湿 度、压力等多种传感器，实现多参数的检测 和监控。
《超声波传感器下》课件
参数指标
1 超声波传感器的灵敏 2 超声波传感器的解析 3 超声波传感器的工作
度
度
频率
灵敏度决定了超声波传感 器探测距离的精确性和范 围。
解析度是超声波传感器用 于测量距离时的最小分辨 单位。
工作频率决定了超声波传 感器在传输和接收信号时 的频率范围。
优缺点比较
超声波传感器的优点
非接触式测量、高精度、反射率较好、在不同环境 中工作可靠。
超声波传感器的缺点
受到环境的影响、测量范围受限、在吸音材料上无 法正常工作。
结语
1 超声波传感器的未来发展
随着技术的不断进步，超声波传感器在各个 领域的应用将会更加广泛和多样化。
2 要注意的事项
使用超声波传感器时要注意选择合适的工作 频率、距离与位移的调整和环境的影响等因 素。
应用场景
超声波传感器在智能 家居中的应用
超声波传感器可用于人体检测、 家具智能布置和智能安防系统 等智能家居场景。
超声波传感器在智能 交通中的交通流 量监测等智能交通场景。
超声波传感器在机器 人中的应用
超声波传感器可用于机器人导 航、避障和定位等机器人技术 中，提高机器人的感知能力。
《超声波传感器下》PPT 课件
欢迎大家来到本次关于超声波传感器的PPT课件。在这个课件中，我们将探索 超声波传感器的应用和工作原理，并了解它在智能家居、智能交通和机器人 等领域中的作用。
简介
1 什么是超声波传感器
超声波传感器是一种使用声波来测量距离的 装置，能够发送和接收超声波信号。
2 常用的超声波传感器
常见的超声波传感器包括单频超声波传感器、 多频超声波传感器和微型超声波传感器。
工作原理
超声波传感器的构成
超声波传感器讲解课件
时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超
声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除
以2，就得到厚度 ：
1 ct
2
7 - 5
6、超声波探伤的原理
• 用纵波可探测金属存在的夹杂物、裂缝、 缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探 测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊 缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺 陷；用表面波可探测形状简单的铸件上 的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺 陷。
回声必须与原声间隔0.1秒以上，即在空 气中，障碍物离声源必须大于等于17米， 人耳才能分辨出回声。
2、什么是超声波单晶探头、 双晶探头、斜探头？用途？
• 单晶就是收发公用一个陶瓷片。双晶：收发陶 瓷片分开。斜探头是陶瓷片和辐射面成一倾 角。
• 用途:单晶用于检测表面粗糙的工件 。 • 双晶头用于表面缺陷的探测 • 斜探头用于检测直声束无法到达的部位、或者
5
（1）线聚焦探头， • （2）双晶探头， • （3）双晶探头、根据模拟量大小进行检
测 • （4）单晶探头、根据声波往返时间检测
超声波测厚
双晶直探头中的压电晶片发射超声振动 脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回 来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出 从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的
缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域。
3、原理
• 一个探头发射信号穿过管壁、介质、另 一侧管壁后，被另一个探头接收到，同 时，第二个探头同样发射信号被第一个 探头接收到，由于受到介质流速的影响， 二者存在时间差Δt，根据推算可以得出 流速V和时间差Δt之间的换算关系 V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值 Q
• 当流体静止时，声速为c。当流体速度 为 v时，顺流的声速为c+v，传播时间为 t1；逆流的声速为 c-v，传播时间为t2。
声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除
以2，就得到厚度 ：
1 ct
2
7 - 5
6、超声波探伤的原理
• 用纵波可探测金属存在的夹杂物、裂缝、 缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探 测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊 缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺 陷；用表面波可探测形状简单的铸件上 的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺 陷。
回声必须与原声间隔0.1秒以上，即在空 气中，障碍物离声源必须大于等于17米， 人耳才能分辨出回声。
2、什么是超声波单晶探头、 双晶探头、斜探头？用途？
• 单晶就是收发公用一个陶瓷片。双晶：收发陶 瓷片分开。斜探头是陶瓷片和辐射面成一倾 角。
• 用途:单晶用于检测表面粗糙的工件 。 • 双晶头用于表面缺陷的探测 • 斜探头用于检测直声束无法到达的部位、或者
5
（1）线聚焦探头， • （2）双晶探头， • （3）双晶探头、根据模拟量大小进行检
测 • （4）单晶探头、根据声波往返时间检测
超声波测厚
双晶直探头中的压电晶片发射超声振动 脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回 来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出 从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的
缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域。
3、原理
• 一个探头发射信号穿过管壁、介质、另 一侧管壁后，被另一个探头接收到，同 时，第二个探头同样发射信号被第一个 探头接收到，由于受到介质流速的影响， 二者存在时间差Δt，根据推算可以得出 流速V和时间差Δt之间的换算关系 V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值 Q
• 当流体静止时，声速为c。当流体速度 为 v时，顺流的声速为c+v，传播时间为 t1；逆流的声速为 c-v，传播时间为t2。
超声波传感器应用课件
CATALOGUE
超声波传感器在医疗领域的应用
超声波在医学影像中的应用
01
02
诊断疾病
监测胎儿发育
03 辅助手术
超声波在生物组织检测中的应用
生物组织检测
药物作用机制研究
生物组织损伤评估
超声波在药物传递和基因治疗中的应用
药物传递
基因治疗
细胞和组织修复
CATALOGUE
超声波传感器在其他领域的应用
复合材料检测
超声波传感器可以检测复合材料内部 的缺陷和损伤，如分层、脱粘等。
玻璃和陶瓷检测
超声波传感器可以检测玻璃和陶瓷等 材料的内部缺陷和损伤。
管道和容器检测
超声波传感器可以用于管道和容器等 设备的内部检测，检测其内部的腐蚀 和裂纹等。
超声波无损检测的局限性
经验要求高
对环境因素敏感
对操作者技能要求高 成本较高
磁致伸缩式超声波传感器
利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应产 生超声波信号。
超声波传感器的应用领域
01
工业检测
02
医学诊断
03
环境监测
04
军事应用
CATALOGUE
超声波传感器在无损检测中的应用
超声波在无损检测中的优势
无损检测
。
高精度
实时性 可靠性
超声波在无损检测中的主要应用场景
金属材料检测
超声波传感器可以检测金属材料内部 的缺陷和损伤，如焊接缝、裂纹等。
超声波在军事领域的应用
声呐系统 引信技术 声学武器
CATALOGUE
超声波传感器的未来发展
新型超声波传感器的研发
微型化超声波传感器
01
高频超声波传感器
超声波传感器
嵌入式系统与智能控制实验室
三、传播速度 超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关；
博创科技 嵌入互动
超声波在液体和气体中不能传播横波，只能传播纵波； 气体中的速度为 344 m/s 液体中的速度为 900~1900 m/s
超声波在固体中可以传播这三种波 横波速度=纵波速度/2 表面波速度=横波速度*90%
博创科技 Embedded System and Intelligent Control laboratory
嵌入式系统与智能控制实验室
二、磁致伸缩效应
博创科技 嵌入互动
磁致伸缩型超声波换能器的工作原理是基于对磁性材料
加上磁场后，就在磁场方向产生应力的磁致伸缩效应和加上应
力后就发生磁化的逆磁致伸缩效应。
二、超声波多普勒测量车速
博创科技 嵌入互动
博创科技 Embedded System and Intelligent Control laboratory
嵌入式系统与智能控制实验室
人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？
博创科技 嵌入互动
? fs f
发射频率
'
接收频率
fs
f
'
博创科技 Embedded System and Intelligent Control laboratory
博创科技 Embedded System and Intelligent Control laboratory
嵌入式系统与智能控制实验室
2.3 耦合
博创科技 嵌入互动
为使探头有效地向工件发射 超声波和有效地接收超声波 ，必须使探头和工件探测面 之间有良好的声耦合。良好 的声耦合可以通过填充耦合 介质来实现，以避免空气的
超声波传感器
1 C gL B a ：介质的密度 Ba：绝对压缩系数
1 2
（2）在固体中传播 纵波在固体中传播：与介质形状有关
E 细棒 Cq 1 2 薄板 4 1 K 1 2 E 1 3G 2 无限介质 Cq 1 1 2 E Cq
声波：其频率在16~2×104 Hz之间，能为人耳 所闻的机械波 次声波：低于16 Hz的机械波 超声波：高于2×104 Hz的机械波 微波：频率在3×108~3×1011 Hz之间的波
次声波 声波 音乐 语言 0.25×106 探测 超声波 20×106 微波
101
102
103
104
105
106
107
注意: 尽管传感器被污染也是一个需要考虑的因素，但超 声波传感器仍然能够在充满异物的操作环境中，卓越的完 成传感监测工作。
四、超声波传感器应用
1、超声波物位传感器
h
h 2a
单换能器 从发射到接收的时间 ： t = 2h/C 传感器到液面的距离： h = ct/2 双换能器 经过的路程： 2S = ct 液位高度：
f / Hz
基本原理：利用某些非声量的物理量（如密度、 流量等）与描述超声波媒质声学特性的超声量（声 速、衰减、声阻抗等）之间存在着直接或间接关系。 探索到这些规律，通过超声量的测定来测出某些被 测物理量。 测量对象：密度、流量、液位、厚度、缺陷等。
一、 超声波的波型及其传播速度
1、超声波波型
气流
目标物体
Fan
Sensor
• 气流会造成声波的偏转折射
环境应考虑因素
温度作用
冷
超声波传感器课稿课件
在医疗设备领域，超声波传感器可用于 实现无创血压、血氧饱和度等生理参数 的测量。
在工业自动化领域，超声波传感器可用 于检测工件的位置、尺寸和表面质量等。
在机器人技术领域，超声波传感器可用 于实现机器人对周围环境的感知和定位。
03
超声波传感器技术
信号处理技术
01
02
03
信号增强
通过放大电路或数字信号 处理技术，对微弱的超声 波信号进行增强，提高信 号的信噪比。
医疗领域
超声波传感器在医疗领域主要用于诊 断和监测，如超声成像、血流速度测 量等。
交通领域
超声波传感器可以用于车辆安全系统， 如倒车雷达、碰撞预警等，提高驾驶 安全性。
农业领域
在农业领域，超声波传感器可用于土 壤湿度、植物生长监测等方面，提高 农业生产效率和智能化水平。
06
总结与展望
本课程总结
超声波传感器原理介绍
在化工、石油、制药等领域，超声波传感器能够检测气体成分，如氧 气、氮气、二氧化碳等，实现气体浓度的实时监测和控制。
温度监测
超声波传感器可以用于温度监测，尤其在高温或低温环境下，能够实 现快速、准确的温度测量。
其他领域应用案例
总结词
除了工业检测和环境监测领域，超声 波传感器还广泛应用于医疗、交通、 农业等领域。
气体型超声波传感器主要用于气 体流速、流量和压力等参数的测量。
液体型超声波传感器主要用于液 位、流速和流量等参数的、厚度和形状等参数的测量。
04
超声波传感器的应用领域
超声波传感器广泛应用于工业自动化、 机器人技术、医疗设备、环境监测等领域。
在环境监测领域，超声波传感器可用于 测量空气质量、气体成分和温度等参数。
超声波传感器利用压电效应原理，将高频声波转换为电信号，
在工业自动化领域，超声波传感器可用 于检测工件的位置、尺寸和表面质量等。
在机器人技术领域，超声波传感器可用 于实现机器人对周围环境的感知和定位。
03
超声波传感器技术
信号处理技术
01
02
03
信号增强
通过放大电路或数字信号 处理技术，对微弱的超声 波信号进行增强，提高信 号的信噪比。
医疗领域
超声波传感器在医疗领域主要用于诊 断和监测，如超声成像、血流速度测 量等。
交通领域
超声波传感器可以用于车辆安全系统， 如倒车雷达、碰撞预警等，提高驾驶 安全性。
农业领域
在农业领域，超声波传感器可用于土 壤湿度、植物生长监测等方面，提高 农业生产效率和智能化水平。
06
总结与展望
本课程总结
超声波传感器原理介绍
在化工、石油、制药等领域，超声波传感器能够检测气体成分，如氧 气、氮气、二氧化碳等，实现气体浓度的实时监测和控制。
温度监测
超声波传感器可以用于温度监测，尤其在高温或低温环境下，能够实 现快速、准确的温度测量。
其他领域应用案例
总结词
除了工业检测和环境监测领域，超声 波传感器还广泛应用于医疗、交通、 农业等领域。
气体型超声波传感器主要用于气 体流速、流量和压力等参数的测量。
液体型超声波传感器主要用于液 位、流速和流量等参数的、厚度和形状等参数的测量。
04
超声波传感器的应用领域
超声波传感器广泛应用于工业自动化、 机器人技术、医疗设备、环境监测等领域。
在环境监测领域，超声波传感器可用于 测量空气质量、气体成分和温度等参数。
超声波传感器利用压电效应原理，将高频声波转换为电信号，
超声波传感器-PPT课件.ppt
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
原理简述
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感 器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能 晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波 长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定 向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤 其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超 声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波， 碰到活动物体能产生多普勒效应。
超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式。位于传 感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感 器的接收器，从而使传感器检测到被测物。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和 超声波测厚两种。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电式超声波接收器是有时就用同一个换能兼做发生和 接受器两种用途。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电陶瓷芯片
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
超 声 波 流 量 计 现 场 使 用
石料测量
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
原理简述
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感 器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能 晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波 长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定 向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤 其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超 声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波， 碰到活动物体能产生多普勒效应。
超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式。位于传 感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感 器的接收器，从而使传感器检测到被测物。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和 超声波测厚两种。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电式超声波接收器是有时就用同一个换能兼做发生和 接受器两种用途。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电陶瓷芯片
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
超 声 波 流 量 计 现 场 使 用
石料测量
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
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式中，t=温度 (℃)
衰减
声压在不同距离上的衰减特性
结构与工作原理
➢ 1、开放型超声波传感器
➢ 2、密封型超声波传感器
➢ 3、高频超声波传感器
产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽
笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超 声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的 磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
传感器典型应用框图
扬声器
传感器 主控
扬处声理器器 其他装置
电源
2.主控处理器选型
目前可采用的主控处理器主要有:
单片机 (80C51，C8051F，PIC，……） DSP （TI公司的TMS320C2000系列） 嵌入式处理器（ARM7：S3C44B0X，ARM9……） FPGA （Altera公司的 EP1C3，EP1C6，……）
4、安装
喇叭形谐振器长度与灵敏度方向性
喇叭形谐振器的角度与灵敏度方向性
其他特性
➢ 1、输入电压—输出声压级 ➢ 2、灵敏度的温度特性 ➢ 3、声压级的温度特性 ➢ 4、周围环境特性
输入电压—输出声压级
灵敏度的温度特性
声压级的温度特性
周围环境特性
注意事项
(1) 请避免通过连接隔离电容器或某些其他 方法，施加直流偏压，否则会导致组件损 坏。
可用于扩展处理器外围逻辑的器件：
CPLD （Altera公司的MAX7000A系列，MAX II系 列，……）
实际应用
实际应用
超声波液位测量示意图
输油管检测检测机器人
实际应用
汽车倒车雷达
倒车雷达
鱼群探测器
各种型号的超声波传感器
超声波接近开关
防盗探头
普通超声波探头
防水超声波探头
水 位 监 测 倒 车 雷 达
为了准确地表达辐射，与前部相对比，声 压 (灵敏度) 级衰减6dB的角度被称为半衰 减角度，用θ1/2表示。
灵敏度
声压
辐射特性 (接收器)
辐射特性 (发送器)
应用
➢ 1、应用示例 ➢ 2、发射与接收电路 ➢ 3、距离测量应用 ➢ 4、安装 ➢ 5、增强方向性
超声脉冲发送电路
3、距离测量应用
“Pre”为参考声压 (2×10-4μbar)
声压检测电路
2、灵敏度特性
灵敏度是表示声音接收级的单位，使用下列 公式予以表示。
灵敏度= 20log E/P (dB) 式中,“E”为所产生的电压 (Vrms)，
“P”为输入声压(μbar)。
灵敏度检测电路
3、辐射
把超声波传感器安装在台面上。然后，测 量角度与声压 (灵敏度) 之间的关系。
开放型超声波传感器的构造
振动模拟图
振动模拟
密封型超声波传感器的构造
高频超声波传感器的构造
电气特性
➢ 1、声压特性 ➢ 2、灵敏度特性 ➢ 3、辐射 ➢ 4、额定值
1、声压特性 sound pressure level
声压级 (S.P.L.) 是表示音量的单位，利用下 列公式予以表示。
S.P.L.= 20logP/Pre (dB) 式中,“P”为有效声压 (μbar)，
(2) 许多传感器的设计只针对在空气中的使 用，禁止用于水中。大部分密封型传感器 的结构只针对雨天中之使用，而非完全浸 没水中。
(3) 不得以散件进行存放，否则会导致传感 器互相受损。
注意事项
(4) 由于超声波传感器具有电位方向性，因 此一定要注意其安装位置。
(5) 如果应用于诸如非标准频率等特殊条件， 请与您所购买的公司联系，并告之您所需 要的具体工作条件、电路等，以便使传感 器符合您的特定使用要求。
料 位 监 测
测 距 探 头
超声波传感器在造纸工业的应用
各种超声波探头 超 声 波 防 盗 装 置
感谢
谢 谢 ！！
超声波传感器
ultrasonic transducer
制作时间：2010.10.09 修改时间：2011.10.19
内容
超声波的特性
➢ 1、波长与辐射 ➢ 2、反射 ➢ 3、温度效应 频率一般超过20kHz的声音。
温度效应
声波传播的速度“c”可以用下列公式表示。 c=331.5+0.607t (m/s)
衰减
声压在不同距离上的衰减特性
结构与工作原理
➢ 1、开放型超声波传感器
➢ 2、密封型超声波传感器
➢ 3、高频超声波传感器
产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽
笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超 声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的 磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
传感器典型应用框图
扬声器
传感器 主控
扬处声理器器 其他装置
电源
2.主控处理器选型
目前可采用的主控处理器主要有:
单片机 (80C51，C8051F，PIC，……） DSP （TI公司的TMS320C2000系列） 嵌入式处理器（ARM7：S3C44B0X，ARM9……） FPGA （Altera公司的 EP1C3，EP1C6，……）
4、安装
喇叭形谐振器长度与灵敏度方向性
喇叭形谐振器的角度与灵敏度方向性
其他特性
➢ 1、输入电压—输出声压级 ➢ 2、灵敏度的温度特性 ➢ 3、声压级的温度特性 ➢ 4、周围环境特性
输入电压—输出声压级
灵敏度的温度特性
声压级的温度特性
周围环境特性
注意事项
(1) 请避免通过连接隔离电容器或某些其他 方法，施加直流偏压，否则会导致组件损 坏。
可用于扩展处理器外围逻辑的器件：
CPLD （Altera公司的MAX7000A系列，MAX II系 列，……）
实际应用
实际应用
超声波液位测量示意图
输油管检测检测机器人
实际应用
汽车倒车雷达
倒车雷达
鱼群探测器
各种型号的超声波传感器
超声波接近开关
防盗探头
普通超声波探头
防水超声波探头
水 位 监 测 倒 车 雷 达
为了准确地表达辐射，与前部相对比，声 压 (灵敏度) 级衰减6dB的角度被称为半衰 减角度，用θ1/2表示。
灵敏度
声压
辐射特性 (接收器)
辐射特性 (发送器)
应用
➢ 1、应用示例 ➢ 2、发射与接收电路 ➢ 3、距离测量应用 ➢ 4、安装 ➢ 5、增强方向性
超声脉冲发送电路
3、距离测量应用
“Pre”为参考声压 (2×10-4μbar)
声压检测电路
2、灵敏度特性
灵敏度是表示声音接收级的单位，使用下列 公式予以表示。
灵敏度= 20log E/P (dB) 式中,“E”为所产生的电压 (Vrms)，
“P”为输入声压(μbar)。
灵敏度检测电路
3、辐射
把超声波传感器安装在台面上。然后，测 量角度与声压 (灵敏度) 之间的关系。
开放型超声波传感器的构造
振动模拟图
振动模拟
密封型超声波传感器的构造
高频超声波传感器的构造
电气特性
➢ 1、声压特性 ➢ 2、灵敏度特性 ➢ 3、辐射 ➢ 4、额定值
1、声压特性 sound pressure level
声压级 (S.P.L.) 是表示音量的单位，利用下 列公式予以表示。
S.P.L.= 20logP/Pre (dB) 式中,“P”为有效声压 (μbar)，
(2) 许多传感器的设计只针对在空气中的使 用，禁止用于水中。大部分密封型传感器 的结构只针对雨天中之使用，而非完全浸 没水中。
(3) 不得以散件进行存放，否则会导致传感 器互相受损。
注意事项
(4) 由于超声波传感器具有电位方向性，因 此一定要注意其安装位置。
(5) 如果应用于诸如非标准频率等特殊条件， 请与您所购买的公司联系，并告之您所需 要的具体工作条件、电路等，以便使传感 器符合您的特定使用要求。
料 位 监 测
测 距 探 头
超声波传感器在造纸工业的应用
各种超声波探头 超 声 波 防 盗 装 置
感谢
谢 谢 ！！
超声波传感器
ultrasonic transducer
制作时间：2010.10.09 修改时间：2011.10.19
内容
超声波的特性
➢ 1、波长与辐射 ➢ 2、反射 ➢ 3、温度效应 频率一般超过20kHz的声音。
温度效应
声波传播的速度“c”可以用下列公式表示。 c=331.5+0.607t (m/s)