超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。今天就这种传感器为⼤家进⾏⼀下详解！
电炉配料
超声波是振动频率⾼于20kHz的机械波。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。超声波碰到杂质或分界⾯会产⽣显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产⽣多普勒效应。超声波传感器⼴泛应⽤在⼯业、国防、⽣物医学等⽅⾯。
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（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（⼀个探头发射、⼀个探头接收）等。亨润成型机炮筒材质
超声波传感器主要由如下四个部分构成：
发送器：通过振⼦（⼀般为陶瓷制品，直径约为15 mm）振动产⽣超声波并向空中幅射。
接收器：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。 控制部分：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（超声波），以及已接收信号的⼤⼩。
电源部分：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。
超声波传感技术应⽤在⽣产实践的不同⽅⾯，⽽医学应⽤是其最主要的应⽤之⼀，下⾯以医学为例⼦说明超声波传感技术的应⽤。超声波在医学上的应⽤主要是诊断疾病，它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断⽅法。
超声波诊断的优点是：对受检者⽆痛苦、⽆损害、⽅法简便、显像清晰、诊断的准确率⾼等。因⽽推⼴容易，受到医务⼯作者和患者的欢迎。超声波诊断可以基于不同的医学原理，我们来看看其中有代表性的⼀种所谓的A型⽅法。这个⽅法是利⽤超声波的反射。当超声波在⼈体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界⾯时，在该界⾯就产⽣反射回声。每遇到⼀个反射⾯时，回声在⽰波器的屏幕上显⽰出来，⽽两个界⾯的阻抗差值也决定了回声的振幅的⾼低。
扬声器结构
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。过去，许多技术因为⽆法探测到物体组织内部⽽受到阻碍，超声波传感技术的出现改变了这种状况。当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上，“悄⽆声息”地探测⼈们所需要的信号。在未来的应⽤中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、⾼灵敏度的超声波传感器。
⼈们能听到声⾳是由于物体振动产⽣的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHZ称为超声波，低于20HZ的称为次声波。常⽤的超声波频率为⼏⼗KHZ-⼏⼗MHZ。 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）。在⼯业中应⽤主要采⽤纵向振荡。超声波可以在⽓体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。在空⽓中传播超声波，其频率较低，⼀般为⼏⼗KHZ，⽽在固体、液体中则频率可⽤得较⾼。在空⽓中衰减较快，⽽在液体及固体中传播，衰减较⼩，传播较远。利⽤超声波的特性，可做成各种超声传感器，配上不同的电路，制成各种超声测量仪器及装置，并在通讯，医疗家电等各⽅⾯得到⼴泛应⽤。
超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合⾦（磁致伸缩）两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅（PZT）等。压电晶体组成的超声波传感器是⼀种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡⽽产⽣超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送，也能作接收。
这⾥仅介绍⼩型超声波传感器，发送与接收略有差别，它适⽤于在空⽓中传播，⼯作频率⼀般为23-25KHZ及40-
45KHZ。这类传感器适⽤于测距、遥控、防盗等⽤途。该种有T/R-40-16，T/R-40-12等（其中T表⽰发送，R表⽰接收，40表⽰频率为40KHZ，16及12表⽰其外径尺⼨，以毫⽶计）。另有⼀种密封式超声波传感器（MA40EI型）。
收，40表⽰频率为40KHZ，16及12表⽰其外径尺⼨，以毫⽶计）。另有⼀种密封式超声波传感器（MA40EI型）。
油水冷却器它的特点是具有防⽔作⽤（但不能放⼊⽔中），可以作料位及接近开关⽤，它的性能较好。超声波应⽤有三种基本类型，透射型⽤于遥控器，防盗报警器、⾃动门、接近开关等；分离式反射型⽤于测距、液位或料位；反射型⽤于材料探伤、测厚等。
由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使⽤直径为15mm左右的陶瓷振⼦换能器组成，换能器作⽤是将陶瓷振⼦的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；⽽接收传感器由陶瓷振⼦换能器与放⼤电路组成，换能器接收波产⽣机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从⽽对发送的超声波信号进⾏检测。
⽽实际使⽤中，⽤作发送传感器的陶瓷振⼦也可以⽤作接收器传感器社的陶瓷振⼦。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空⽐及稀疏调制和计数及探测距离等进⾏控制。
若对发送传感器内谐振频率为40KHz的压电陶瓷⽚(双晶振⼦)施加40KHz⾼频电压，则压电陶瓷⽚就根据所加⾼频电压极性伸长与缩短，于是发送40KHz频率的超声波，其超声波以疏密形式传播(疏密程度可由控制电路调制)，并传给波接收器。接收器是利⽤压⼒传感器所采⽤的压电效应的原理，即在压电元件上施加压⼒，使压电元件发⽣应变，则产⽣⼀⾯为“+ ”极，另⼀⾯为“-”极的40KHz正弦电压。
因该⾼频电压幅值较⼩，故必须进⾏放⼤。超声波传感器使得驾驶员可以安全地倒车，其原理是利⽤探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物，并及时发出警告。所设计的检测系统可以同时提供声光并茂的听觉和视觉警告，其警告表⽰是探测到了在盲区内障碍物的距离和⽅向。
这样，在狭窄的地⽅不管是泊车还是开车，借助倒车障碍报警检测系统，驾驶员⼼理压⼒就会减少，并可以游刃有余地采取必要的动作。
超声波传感器利⽤声波介质对被检测物进⾏⾮接触式⽆磨损的检测。超声波传感器对透明或有⾊物体，⾦属或⾮⾦属物体，固体、液体、粉状物质均能检测。其检测性能⼏乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和⾬天。
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。
还有部分超声波传感器采⽤对射式的检测模式。⼀套对射式超声波传感器包括⼀个发射器和⼀个接收器，两者之间持续保持“收听”。位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波，从⽽传感器将产⽣开关信号。
检测范围
超声波传感器的检测范围取决于其使⽤的波长和频率。波长越长，频率越⼩，检测距离越⼤，如具有毫⽶级波长的紧凑型传感器的检测范围为300~500mm波长⼤于5mm的传感器检测范围可达8m。⼀些传感器具有较窄的6º声波发射⾓，因⽽更适合精确检测相对较⼩的物体。
另⼀些声波发射⾓在12º⾄15º的传感器能够检测具有较⼤倾⾓的物体。此外，我们还有外置探头型的超声波传感器，相应的电⼦线路位于常规传感器外壳内。这种结构更适合检测安装空间有限的场合。
调节
⼏乎所有的超声波传感器都能对开关输出的近点和远点或是测量范围进⾏调节。在设定范围外的物体可以被检测到，但是不会触发输出状态的改变。⼀些传感器具有不同的调节参数，如传感器的响应时
间、回波损失性能，以及传感器与泵设备连接使⽤时对⼯作⽅向的设定调节等。
重复精度
波长等因素会影响超声波传感器的精度，其中最主要的影响因素是随温度变化的声波速度，因⽽许多超声波传感器具有温度补偿的特性。该特性能使模拟量输出型的超声波传感器在⼀个宽温度范围内获得⾼达0.6mm的重复精度。
输出功能
输出功能
所有系列的超声波传感器都有开关量输出型产品。⼀些产品还有2路开关量输出（如最⼩和最⼤液位控制）。⼤多数产品系列都能提供具有模拟量电流或是模拟电压输出的产品。
噪声抑制
⾦属敲击声、轰鸣声等噪声不会影响超声波传感器的参数赋值，这主要是由于频率范围的优选和已获专利的噪声抑制电路。
同步功能
超声波传感器的同步功能可防⼲扰。他们通过将各⾃的同步线进⾏简单的连接来实现同步功能。它们同时发射声波脉冲，象单个传感器⼀样⼯作，同时具有扩展的检测⾓度。
交替⼯作
超声波传感器超长扫描型
以交替⽅式⼯作的超声波传感器彼此间是相互独⽴的，不会相互影响。以交替⽅式⼯作的传感器越多，响应的开关频率越低。
检测条件
紧急切断装置超声波传感器特别适合在“空⽓”这种介质中⼯作。这种传感器也能在其它⽓体介质中⼯作，但需要进⾏灵敏度的调节。
盲区
直接反射式超声波传感器不能可靠检测位于超声波换能器前段的部分物体。由此，超声波换能器与检测范围起点之间的区域被称为盲区。传感器在这个区域内必须保持不被阻挡。
温湿度
空⽓温度与湿度会影响声波的⾏程时间。空⽓温度每上升20ºC，检测距离⾄多增加3.5%。在相对⼲燥的空⽓条件下，湿度的增加将导致声速最多增加2%。
空⽓压⼒
常规情况下⼤⽓变化±5%（选⼀固定参考点）将导致检测范围变化±0.6%。⼤多数情况下，传感器在5Bar压⼒下使⽤没有问题。
⽓流
⽓流的变化将会影响声速。然⽽由最⾼⾄10m/s的⽓流速度造成的影响是微不⾜道的。在产⽣空⽓涡流⽐较普遍的条件下，例如对于灼热的⾦属⽽⾔，建议不要采⽤超声波传感器进⾏检测，因为对失真变形的声波的回声进⾏计算是⾮常困难的。
标准检测物
采⽤正⽅形声反射板⽤于额定开关距离sn的标定。
1mm的厚度
垂直性：与声束轴线垂直。
防护等级
防护等级
可视化调度系统外壳可防固体颗粒和防⽔。
IP65：完全防尘；防⽔柱的侵⼊。
IP67：完全防尘；在恒温下浸⼊⽔下1m深处并放置30分钟，能够有效防护。
IP69K：基于EN60529的符合DIN40050-9
泵功能
可施⾏双位置控制，例如⼀个液位控制系统的泵⼊泵出功能。当⼀个被测物远离传感器到达检测范围的远点时，输出动作。当被测物靠近传感器到达检测范围设定的近点时，输出相反的动作。
根据被检测对象的体积、材质、以及是否可移动等特征，超声波传感器采⽤的检测⽅式有所不同，常见的检测⽅式有如下四种：
穿透式：发送器和接收器分别位于两侧，当被检测对象从它们之间通过时，根据超声波的衰减（或遮
挡）情况进⾏检测。
限定距离式：发送器和接收器位于同⼀侧，当限定距离内有被检测对象通过时，根据反射的超声波进⾏检测。
限定范围式：发送器和接收器位于限定范围的中⼼，反射板位于限定范围的边缘，并以⽆被检测对象遮挡时的反射波衰减值作为基准值。当限定范围内有被检测对象通过时，根据反射波的衰减情况（将衰减值与基准值⽐较）进⾏检测。
回归反射式：发送器和接收器位于同⼀侧，以检测对象（平⾯物体）作为反射⾯，根据反射波的衰减情况进⾏检测。
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