第十一章波式传感器PPT学习教案.pptx

会计学
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第十一章波式传感器
② 横波——质点振动方向垂直于传播方向的波。 只能在固体中传播。
③ 表面波——质点的振动介于横波与纵波之间， 沿着表面传播的波。表面波随深度增加衰减很快。 表面波振动轨迹是椭圆型，在固体表面传播。
2、波型转换
当纵波以某一角度入射到第二介质（固体）的界面上时, 除有纵波的反射、 折射外, 还发生横波的反射和折射, 在某种情况下, 还能产生表面波。
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3. 超声波的反射和折射
在两界面处，声波的传输与光传输类似，符合反射定律和折射定律。
C1与C2为声波在第一介质和第二介质中传播声速。
反射定律:入射波与反射波的波形相同，波速相等时：
折射定律：
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超声波的反射和折射
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4. 超声波的衰减
声波在介质中传播时, 随着传播距离的增加, 能量逐渐衰减, 其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。 其声压和声强的衰减规律为
Px、Ix——距声源x处的声压和声强; 
 x——声波与声源间的距离; 
 α——衰减系数
（11-2）
（11-3）
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10.2 超声波传感器的应用
一、超声波传感器
为了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****惯上称为超声波换能器，或超声波探头。
超声波测距原理：
超声波发射探头发出的超声波脉冲在介质中传到相介面经过反射后，再反回到接收探头。
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超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，称为压电式超声波探头。 它是实现声、电转换的装置。利用压电材料的压电效应来工作的: 逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动, 从而产生超声波, 可作为发射探头; 利用正压电效应, 将超声振动波转换成电信号, 可用为接收探头。
超声波频率与厚度的关系：
——晶片沿x轴的弹性模量
——晶片密度
超声波频率f与其厚度δ成反比。
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超声波探头结构
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2、 超声波液（物）位传感器
从探头发出超声波脉冲通过介质到达液面，经过反射后又被探头接收。测量发射与接收超声波脉冲的时间间隔和声波在介质中传播速度，可求出探头与液面之间的距离。实现液位（物位）的测量。根据发射和接收换能器的功能, 传感器又可分为单换能器和双换能器。
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对于单换能器（复合换能器）来说, 超声波从发射到液面, 又从液面反射到换能器的时间为
对于双换能器（一对）来说, 超声波从发射到被接收经过的路程为2s, 而
s = 
因此液位高度为
h = （s2-a2）1/2
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