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一、超声波传感器工作原理

超声波传感器工作原理：声音是由物体振动产生的，频率在20HZ-20KHZ范围内称为声音，超过20KHZ的称为超声波。超声波在弹性介质中以机械振荡形式传播，主要采用纵向振荡。在气体、液体及固体中传播速度不同，具有折射、反射现象，并在传播过程中有衰减。超声波在空气中衰减较快，在固体、液体中传播，衰减较小，传播较远。利用超声波特性，可制成超声传感器，用于各种超声测量仪器及装置，广泛应用于通讯、医疗、家电等领域。

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）。电致伸缩材料如锆钛酸铅（PZT）。压电晶体超声波传感器可将电能转变成机械振荡产生超声波，同时接收到超声波时转变成电能，可作为发送器或接收器。小型超声波传感器适用于空气中传播，工作频率一般为23-25KHZ及40-45KHZ，适用于测距、遥控、防盗等用途。密封式超声波传感器具有防水功能，适用于料位及接近开关，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。超声波传感器由发送传感器、接收传感器、控制部分与电源部分组成。发送传感器由发送器与陶瓷振子换能器组成，换能器将电振动能量转换成超能量并向空中辐射。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，对发送的超进行检测。实际使用中，用于发送传感器的陶瓷振子也可用作接收器传感器的陶瓷振子。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、计数及探测距离等进行控制。

扩展资料

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。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

二、超声波传感器的工作原理

超声波传感器的工作原理如下：
超声波传感器的主要材料是压电晶体和镍铁铝合金。由压电晶体构成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转化为机械振荡产生超声波，当它接收到超声波时，也可以转化为电能。
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。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高，波长短，衍射现象小，特别是方向性好的特点，可以作为光线定向传输。

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超声波传感器在料位检测中的应用技术方案

2021-08-11 11:24·ISweek料位检测广泛应用于农业、饲料、化工等行业，现有的料位检测或监测方式自动化程度较低，80%以上仍然采用人工攀爬到料罐顶部观察的方法，不仅效率很低，更重要的是人身安全风险很高。下面工采网小编和大家一起看看超声波传感器在料位检测中的应用技术方案吧。

用来检测料仓内物料位置的设备。一般由探测器、信号转换器、电源等部分组成。按检测物料的种类不同可分为液位、颗粒料位等检测装置;按检测功能可分为定点式、连续式检测装置;按原理可分为电容式、重锤式、雷达式、超声式等。

通过将超声波传感器安装到料罐内部可以实时探测料位的高度并反馈数据给后台，有效的数据可以增加产线生产或物料运输的效率。

超声波料位传感器一般由换能器、控制与信号转换器、显示报警单元和电源等部分组成。利用声波测距原理，将一调制的超声波电脉冲，经电—声换能器转换成超声波之后向被测料面发射，与此同时开始计时，超声波遇到料面后产生漫反射，反射声波回到换能器，再经过声—电转换成电信号，同时计时止。工采网提供的MaxBotix料仓料位超声波传感器-MB1210是一款可以远距离测量（可到7.65米）的低成本的超声波传感器。它不仅具备实时校准功能，而且对于距离不同的目标还可以连续可变的增益以得到更精准的数据。较宽的供电电压：3.3V~5.5V，低功耗也使得它适用于电池供电系统。与MB1210相同性能的同系列产品中，还有可以测量10.68米的更远距离的超声波传感器MB1260。对于室内环境的料仓料位测量，这个系列的产品是一种优秀的解决方案。

料仓料位超声波传感器MB1210特征：

声功输出高实时校准，抗噪音

连续可变增益

低功耗适合电池供电系统

可以自由运行测量或者外部触发测量

工作温度-40°C~+65°C(+85°C极限)

可测距离长达7.65米（可选10米）

料仓料位超声波传感器MB1210应用：

料仓料位检测

邻近区域检测

机械测距传感器

自主导航

带声学或电气噪声的环境

长距离对象检测

UAV无人机

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