兰姆波检测设备（超声波液位传感器的工作原理及结构组成）

本文目录

• 超声波液位传感器的工作原理及结构组成
• 激光测振仪 原理
• 超声波液位传感器是什么
• 超声波传感器接收灵敏度（dB）≥-63是什么意思

超声波液位传感器的工作原理及结构组成

工作原理  

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、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。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。  

结构组成  

超声波传感器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。超声传感器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，因此每个传感器的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。  

超声波传感器的主要性能指标  

（1）工作频率。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，输出的能量最大，灵敏度也最高。  

（2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时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产生失效。医疗用的超声传感器的温度比较高，需要单独的制冷设备。  

（3）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。  

如超声波传感器，一个复合式振动器被灵活地固定在底座上。该复合式振动器是谐振器以及，由一个金属片和一个压电陶瓷片组成的双压电晶片元件振动器的一个结合体。谐振器呈喇叭形，目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波，并且可以有效地使超声波聚集在振动器的中央部位。  

室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端，并且使用树脂进行覆盖。对应用于工业机器人的超声波传感器而言，要求其精确度要达到1mm，并且具有较强的超声波辐射。

激光测振仪 原理

激光测振仪能非接触式地测量被测物体的振动速度、位移和加速度。其特点是非接触、无扰动地测量，适用于无法使用传统振动传感器的场合。除上述特点外，它还具有响应频带宽、处理速度快、测量时间短、测量分辨率高、远距离测量、量程大、抗干扰能力强、动态响应快、操作非常方便等优点。激光测振仪的应用领域非常广，举例如下：（1）计算机外部设备的动态测量：硬盘驱动器、硬盘盘片、磁头滑块、光盘机、折臂组件、导线谐振特性、打印机等。（2）电子行业：PCB板工作变形分析、智能手机、相机或触屏、超声波指纹传感器或扬声器用屏幕的开发、电动剃须刀的振动测试。（3）汽车工业：发动机、变速箱、制动系统、车身部件、进排气系统、万向联轴节、轮胎、电机、车门等振动测试或模态测试分析。（4）航空航天：发动机振动测试、发动机叶片工作变形分析、激光陀螺动态特性测试、轻质大柔度空间索网天线的模态测试、高速飞行器翼面、舵面、垂尾、发动机喷管等结构的热模态试验等。（5）生物医疗：超声洁牙设备的振动测试、监测心脏跳动、耳蜗基底膜振动特性检测、鼓膜振动检测、听骨检测等。（6）机电工程：交流接触器运行噪声测量、多层压电陶瓷变压器振动测试、流致振动测量、平板结构模态测试、薄壁圆筒件模态测试、石膏悬臂梁动弹性模量测定、排架柱振动测试。（7）产品开发和生产：开发工具、电动机、泵、风机、齿轮箱的质量检测、机械结构**与损伤检测、路面弯沉测量、电机转速测量、微型轴承振动测试等。（8）材料特性测试分析：粘弹性材料细棒动力学参数共振法测试、阻尼材料阻尼性能测试、纤维增强复合薄板非线性振动测试、非破坏性测试、薄壁元件兰姆波测试**定位、局部**共振测试、分离式霍普金森杆(SHPB)测试。（9）振动标准装置校准与测试：传感器的校准，硅微谐振式压力传感器的微振动测试等。（10）声波和超声测试：乐器弦线振动检测、非轴对称超声驻波声场的识别、超声波焊接头的在线监测、引线键合劈刀超声振动测试、超声换能器振动测试、水下声波检测等。（11）土木工程：建筑结构振动检测、斜拉索索力测检测、桥梁测振等、风电塔振动测试、钢轨**监测。（12）MEMS/微机电结构：频率响应的优化、振动测试和分析，动态特性测试等。（13）家电与音响系统检测分析：空调及静音家电检测、扬声器纸盆振动检测、微型扬声器振动系统力阻特性研究、扬声器异象故障检测等（14）农产品行业：鸡蛋品质无损检测、苹果、猕猴桃、日本梨和八朔（柑橘）的坚实度检测、柿子和猕猴桃成熟度检测、梨弹性特性的检测、甜瓜的检测、盒装牛奶无损检测。（15）地质领域：地震波勘测、危岩振动监测等。OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号，包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度，并利用自行研发的超速数字信号处理技术（UltraDSP），不仅能快速测量简单系统的振动，也能测量极具挑战的系统，包括高频振动，远距离测试，微小振幅，高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术（UltraDSP）确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度，测试频带宽，最高可达10MHz。OptoMET激光测振仪有四个系列：分别是Vector、Nova、Dual Fiber、Scan系列：Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪，适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试，以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。

超声波液位传感器是什么

(1)工作频率。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，输出的能量最大，灵敏度也最高。

(2)工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时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产生失效。医疗用的超声传感器的温度比较高，需要单独的制冷设备。

(3)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。如超声波传感器，一个复合式振动器被灵活地固定在底座上。该复合式振动器是谐振器以及，由一个金属片和一个压电陶瓷片组成的双压电晶片元件振动器的一个结合体。谐振器呈喇叭形，目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波，并且可以有效地使超声波聚集在振动器的中央部位。室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端，并且使用树脂进行覆盖。对应用于工业机器人的超声波传感器而言，要求其精确度要达到1mm，并且具有较强的超声波辐射。

超声波传感器接收灵敏度（dB）≥-63是什么意思

超声波传感器接收灵敏度≥-63dB，意思是在信号弱到-63dB时，传感器可以保证有效的接收信号。