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超声波传感器的结构构成及性能指标

2021-10-30 14:24:03

超声波传感器的结构构成及性能指标

超声波传感器的结构构成:发送器:通过振子振动产生超声波并向空中幅射。振子接收到超声波时,根据超声波发生相应的机械振动,并将其转换为电能量,作为接收器的输出。通过用集成电路控制发送器的超声波发送,并判断接收器是否接收到信号,以及已接收信号的大小。

超声波传感器

超声波传感器通常采用电压为DC12V±10%,或24V±10%外部直流电源供电,经内部稳压电路供给传感器工作。常用的超声波传感器由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头、斜探头、表面波探头、兰姆波探头、双探头等。


超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个探头的性能是不同的,使用前必须预先了解它的性能。超声波换能器,是利用压电陶瓷材料,将电能转换为机械能。


性能指标:工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时,输出的能量大,灵敏度也高。由于压电材料的居里点一般比较高,特别是诊断用超声波探头使用功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不失效。


医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备。灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。一般情况下是由超声波发生器产生超声波,经过换能器将其转换为机械振动, 再经过导出装置,导出超声波。单独的超声波换能器是无法工作的,需要驱动电路给它一个驱动电压,使换能器工作。

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