超聲波接近傳感器的分類以及壓電式超聲波傳感器原理介紹
根據(jù)其工作原理,超聲波傳感器可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。
壓電超聲傳感器
壓電超聲傳感器利用壓電材料的壓電效應工作。常用的傳感器材料有壓電晶體和壓電陶瓷。
根據(jù)正壓電效應和逆壓電效應的不同,壓電超聲傳感器分為發(fā)生器(發(fā)射探頭)和接收器(接收探頭)兩種,根據(jù)結構和使用的不同波形可分為直探頭、表面波探頭、蘭姆波傳感器、變角度傳感器,雙晶探頭、聚焦探頭、水浸探頭、探頭及專用傳感器等。
壓電超聲發(fā)生器利用逆壓電效應原理將高頻電振動轉化為高頻機械振動產(chǎn)生超聲波。當外加交流電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時,就會發(fā)生共振,從而產(chǎn)生強的超聲波。壓電式超聲波傳感器可以產(chǎn)生從幾萬赫茲到幾萬赫茲的高頻超聲波,聲強可達每平方厘米幾十瓦。
壓電超聲接收器利用正壓電效應原理工作。當超聲波作用于壓電晶片并使晶片膨脹時,晶片的兩個表面會產(chǎn)生相反的電荷。這些電荷被轉換成電壓,然后被放大,送到測量電路進行記錄或顯示。壓電超聲接收器的結構與超聲波發(fā)生器的結構基本相同。
典型的壓電超聲傳感器由壓電片、吸收塊(阻尼塊)和保護膜組成。壓電晶片多為圓形,超聲頻率與厚度成反比。壓電晶片的兩側涂有銀,銀起導電電極的作用。底面接地并與引線連接。為了避免傳感器與被測件直接接觸造成壓電片的磨損,在壓電片下方粘貼保護膜。吸收塊的作用是降低壓電芯片的機械質量,吸收超聲能量。
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