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效应。因此超声波检测广泛应用在工业、、生物***等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。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。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。
超声波探头主要由压电晶片组成,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(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。
超声波传感器在测距系统中的应用 超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基 本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于的中长距离测量。发射头是利用压电效应来实现产生超声波的,就是在发射头不断给出一定频率的如40KHz的电压信号,就可以产生超声波。
超声波传感器直径虽然只有10mm、12mm、14mm、16mm、18mm几种常规的,但细分下,产品种类还是挺多的,除了可以按结构类型分为开放式和封闭式两种外,还可按功能型来区分,即发射T、接收R、收发一体T/R三种,其中频率也分为25KHz和40KHz两种。不同直径加上不同的结构类型再加上产品的功能型与频率,就组成了一段简单的超声波传感器代码,就比如USC14T/R-40MP,可以知道这是封闭式的超声波传感器,可以用于水下测距离,它是属于收发一体式的封闭式传感器,直径14mm,频率40KHz。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。
为获取数据,在2013年,就有***提出“万亿传感器革命”的口号,旨在推动社会基础设施和公共服务中每年使用1万亿个传感器,预计在2030年后将100万亿传感器嵌入到各种场所,可以预见,在不久的将来,我们身边将到处布满传感器,再把大量传感器采集的数据与开放数据等组合,依托人工智能等技术进行大数据分析,就会产生价值更高的数据。随着2017年地方两会的落幕,大气污染防治、水环境治理、土壤治理在地方***工作报告中实现了全覆盖。
多年以来,传感器市场规模也是呈现快速增长态势,随着物联网的兴起,传感器产业迎来了巨大的发展契机,以及随着从事传感器技术研发的机构和投入不断增多,传感器技术也取得了突飞猛进的发展。
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