超聲波傳感器工作原理超聲波傳感器主要由發(fā)送部分、接收部分、控制部分和電源部分構(gòu)成。其中,發(fā)送部分由發(fā)送器和換能器構(gòu)成,換能器可以將壓電晶片受到電壓激勵而進行振動時產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為超聲波,發(fā)送器將產(chǎn)生的超聲波發(fā)射出去;接收部分由換能器和放大電路組成,換能器接收到反射回來的超聲波,由于接收超聲波時會產(chǎn)生機械振動,換能器可以將機械能轉(zhuǎn)換成電能,再由放大電路對產(chǎn)生的電信號進行放大;控制部分就是對整個工作系統(tǒng)的控制,首先控制發(fā)送器部分發(fā)射超聲波,然后對接收器部分進行控制,判斷接收到的是否是由自己發(fā)射出去的超聲波,***識別出接收到的超聲波的大??;電源部分就是整個系統(tǒng)的供電裝置。這樣,在電源作用下、在控制部分控制下,發(fā)送器與接收器兩者協(xié)同合作,就可以完成傳感器所需的功能。超聲波處理技術(shù)在國際上的交流與合作有助于促進其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。供應(yīng)超聲波處理供應(yīng)商
由于超聲波頻率很高,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的??栈饔茅ぉぎ敵暡ㄔ诮橘|(zhì)的傳播過程中,存在一個正負壓強的交變周期,在正壓相位時,超聲波對介質(zhì)分子擠壓,改變介質(zhì)原來的密度,使其增大;在負壓相位時,使介質(zhì)分子稀疏,進一步離散,介質(zhì)的密度減小,當用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時,介質(zhì)分子間的平均距離會超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離,液體介質(zhì)就會發(fā)生斷裂,形成微泡。這些小空洞迅速脹大和閉合,會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用,從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用,會使液體的溫度驟然升高,起到了很好的攪拌作用,從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發(fā)生乳化,且加速溶質(zhì)的溶解,加速化學反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。上??孔V的超聲波處理工具頭超聲波在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用,如組織修復、藥物輸送等。
超聲波在生活中的很多方面都有應(yīng)用,主要有以下幾個方面:
3)超聲測距由于超聲波的波長相對較短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比較慢,在介質(zhì)中傳播距離較遠。而且超聲測距的原理簡單,比其他的測距方式都方便容易操作,計算也比較簡便,測量精度也能滿足要求,因此在一些移動式機器人或者導盲系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。
超聲波測距的原理十分簡單,由超聲波的發(fā)射端發(fā)射一束超聲波,在發(fā)射的同時,計時開始,發(fā)射出去的超聲波在介質(zhì)中傳播,聲波具有反射特性,當遇到障礙物時就會反射回來,當超聲波的接收端接收到反射回來的超聲波時,計時停止。介質(zhì)為空氣時,聲速為340m/s,根據(jù)記錄的時間t,利用公式(2.1)計算出發(fā)射位置與障礙物之間的距離。
在工業(yè)上,利用強超聲波對鋼鐵、陶瓷、寶石、金剛石等堅硬物體進行鉆孔和切削加工。平時我們用錘子和鋼釬可以一下一下地將堅硬的巖石打出洞來,超聲加工也是這個道理。如圖1所示,緊壓在工件上的金屬桿叫變幅桿,當繞在它上面的線圈中通過交變電流時,它便產(chǎn)生超聲振動而不斷地敲擊工件。變幅桿下端與工件之間放有金剛砂一類的**度磨料。在桿的沖擊下,磨料的顆粒就像被錘子敲擊的鋼釬一樣鏨削著工件。雖然變幅桿的伸縮量很?。ㄖ挥袔资⒚祝?,每次的加工量很小,但由于超聲源的頻率很高,每秒鐘振動在20000次以上,所以工件被“蠶食”的速度是很快的。變幅桿底端的形狀是什么樣,加工出的工件形狀也是什么樣。所以,利用超聲可以加工出形狀復雜的零件,而且加工的精度和光潔度也都很高。超聲波在汽車座椅制造行業(yè)中可用于座椅海綿的填充等工藝。
超聲波在生活中的很多方面都有應(yīng)用,主要有以下幾個方面:1)醫(yī)學方面在醫(yī)學方面,超聲波主要應(yīng)用為醫(yī)學診斷與臨床***。醫(yī)學診斷中,超聲波的主要應(yīng)用為B超。由于超聲波具有反射、折射等特點,如果將超聲波發(fā)射到人體內(nèi),它就會在人體內(nèi)部發(fā)生反射,人體內(nèi)部各個***形狀大小都不一樣,因此反射回來的聲波方向、強度等信息也不同,醫(yī)生通過對反射回來的聲波進行分析,再結(jié)合一些醫(yī)學方面的專業(yè)知識,就可以知道人體內(nèi)部的某些部位是否產(chǎn)生病變。在臨床***中,超聲波主要被用來殺死腫瘤細胞和超聲針灸,我們知道超聲波的功率很大,利用醫(yī)學影像技術(shù),將多束超聲波聚焦在病變的細胞上,控制好照射的強度和時間,短時間的溫度將達到70~100℃,在保護周圍組織的同時殺死了病變細胞。超聲針灸就是利用超聲波技術(shù)來刺激穴位,這種療法對組織沒有損傷,而且具有無痛、無不適應(yīng)等優(yōu)點,在***小孩子或者一些害怕針灸的患者時有很好的效果。此外,超聲波在體外碎石,理療、牙科等方面也經(jīng)常使用。超聲波處理可以用于材料的焊接和粘接,提高了連接的質(zhì)量和強度。上海國產(chǎn)超聲波處理解決方案
超聲波處理可以用于金屬、塑料、陶瓷等各種材料的加工。供應(yīng)超聲波處理供應(yīng)商
(1)加速介質(zhì)質(zhì)點運動。高于20KHz聲波頻率的超聲波的連續(xù)介質(zhì)(例如水)中傳播時,根據(jù)惠更斯波動原理,在其傳播的波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(包括藥材重要效成分的質(zhì)點)的運動,使介質(zhì)質(zhì)點運動獲行巨大的加速度和動能。質(zhì)點的加速度經(jīng)計算一般可達重力加速度的二千倍以上。由于介質(zhì)質(zhì)點將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點上而使之獲得巨大的加速度和動能,迅速逸出藥材基體而游離于水中。(2)空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”,“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達到上千個大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強大沖擊波作用在中藥材上,使其中藥材成分物質(zhì)被“轟擊”逸出,并使得藥材基體被不斷剝蝕,其中不屬于植物結(jié)構(gòu)的藥效成分不斷被分離出來。加速植物有效成份的浸出提取。(3)超聲波的振動勻化(Sonication)使樣品介質(zhì)內(nèi)各點受到的作用一致,使整個樣品萃取更均勻。綜上所述,中藥材中的藥效物質(zhì)在超聲波場作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點獲得自身的巨大加速度和動能,而且通過“空化效應(yīng)”獲得強大的外力沖擊,所以能高效率并充分分離出來。供應(yīng)超聲波處理供應(yīng)商