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第三章超声波传感器 12机电四班09郭龙光 1 什么是声波 分类 声波的反射原理 发声体的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波按频率分类 频率低于20Hz的声波称为次声波 频率20Hz 20kHz的声波称为可听波 频率20kHz 1GHz的声波称为超声波 频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声 声波遇到障碍物会反弹回来形成回声 回声的速度和原声一样 人耳能分辨的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 3 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个倾角 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 或者缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域 5 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 t 根据推算可以得出流速V和时间差 t之间的换算关系V C2 2L t 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 通过测量时间差来测量流速的方法称为时间法 7 1 单晶探头 根据声波的反射模拟量计算2 空气型传导探头 根据声波往返时间 3 双晶探头 根据声波是否被阻挡4 双晶探头 反馈声波的削弱量 9 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 11 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 设计题1 传感器反馈对比进行检测 设计题3 设计题3 利用超声波在液体的回声测距原理 编码器 精度 1 2LSB 12位 2LSB 16位 工作电压
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