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在夏日的夜空里我们能看到蝙蝠可以自由的飞来飞去，它们为何能在夜空中飞行而不撞到其它物休呢？原因在于蝙蝠能发出20KHZ~100KHz的超声波并利用超声波“导航”以判断飞行中障碍物的位置并能绕开障碍物。而人的耳朵是感觉不到超声波的，人们能听到的声音是由物体振动产生的，频率在20Hz∽20kHz之内，超过20 KHz的机械波称为超声波，低于20Hz的称为次声波。因而人类从中受到启发，制成了超声波传感器，来帮助人类完成测距、探伤、遥控等工作。

卫星测控。

一、超声波运用之一，超声波位移传感器

那么什么叫超声波呢？所谓超声波是一种振动频率高于声波的机械波，许多动物都能感受到超声波并发出超声波，例如上面提到的蝙蝠另外还有海豚以及某些昆虫。超声波的特点是具有方向性好、穿透能力强，尤其是在不透明的固体中，可穿通达儿十米厚的深度。而且超声波能量易于集中，传播中衰减成很小，反射能力较强，碰到活动物体能产生多普勒效应。说到超声波效应我想聊一聊什么是超声波效应。奥地利物理学家多普勒在1842年首先发现并研究了多普勒效应。在日常生活中， 细心的人会有这样的感受:站在火车站台上，感觉远处开来的火车的鸣笛声比较尖锐，而感觉火车开走时的鸣笛声则比较低沉，也就是说对于静止的观测者，向着观测者运动的物体发出的声波频率会升高，而背离观测者时发出的声波频率会降低，这就是著名的多普勒效应。多普勒效应不仅适用于声波，也适用于所有类型的波。根据多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度，如火车、卫星的速度和流体的流速等。超声波不仅具有多普勒效应，还有机械效应、空化效应、化学效应和热效应。机械效应是指超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散;空化效应是指超声波作用于液体时可产生大量小气泡;化学效应是指超声波可促使发生成加速某些化学反应，例如，纯蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色成退色等。超声波的热效应是指由于超声波频丰高，能量大，被介质吸收时能产生明显的热量。

超声波传感器！

二、今天主要说说压电式超声波原理与应用

压电式超声波位移传感器的组成主要由压电式超声波发生器和压电式超声波接收器两部分组成。压电式超声波发生器也称****探头，是产生并****超声波的装置。它是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的，即在压电材料切片上施加交变电压时，会使它发生电致伸缩振动，从而产生超声波。当外加交变电压的频率等于压电晶片的固有频率时，会产生共振现象，这时压电式超声波发生器产生的超声波最强。除压电品体外，****探头常用的材料还有压电陶瓷。

另一个压电式超声波接收器是利用压电基体的正压电效应做成的，也称接收探头。当超声波作用在探头中的压电品片上时，使压电品片发生机械形变而伸缩，则在压电晶片的两个面上产生交变电荷。这种电荷被转换成电压信号，经放大后送到满量电路，最后再记录或显示出结果。

压电式超声波位移传感器主要性能指标有以下几个方面

(1)、工作频率

工作频率是指压电晶片的谐振频率。当加到它两端的交流电压的频率和压电晶片的谐振频率相等时，压电式超声波传感器输出的能量最大，灵敏度最高。超声波传感器的工作额率越高，测距越短，而分辨力越高。压电式超声波传感器常见的工作频率有30 kHz， 40 kHz，75 kHz、200 kHz和400 kHz。

(2)、工作温度，工作温度是指超声波位移传感器正常工作时的温度范围，其温度上限应远低于居里点温度。医疗用的超声探头温度比较高，必须采取冷却降温措施。

(3)、灵敏度，灵敏度是反映超声波位移传感器接收微弱超声波的能力的参数，单位是分贝(dB),其数值为负，大小主要取决于晶片的材料及制造的工艺。

(4)、方向角，方向角是反映超声波位移传感器方向性的参数，其方向角越小，超声波位移传感器的方向性越强。

应用超声波位移传感器时，有两种基本类型:反射型即****探头和接收探头分别位于被测物体的同侧，可用于测距、测厚、测液位或料位、材料探伤等;透射型即****探头和接收探头分别位于被测物体的两侧，可用于遥控器、防盗报警器、自动门、接近开关等。厂注意:超声波的谐振频率在接收和****时是不同的，因而****探头和接收探头不能混用。而且以空气为传导介质的超声波****和接收器的结构也略有不同，****中的压电晶片上粘贴了一只锥形共振盘(可提高****效率和增强方向性)，接收器中增加了-只阻抗匹配器(可提高接收效率)。

超声波探测！

三、应用举列超声波测距

超声波****出去后，遇到物体后会被反射回来，可以测得超声波从****到接收的时间为t,然后利用公式s=u/2,计算出超声波****处至物体的距离，其中v为超声波在空气中的传播速度(340 m/s)。超声波测距计的工作原理框图如图514 所示。振荡器产生振荡频率大约为40 kHz的信号，经功放放大后加到超声波位移传感器的****探头，****探头****出超声波。超声波遇到被物体后形成反射波，被超声波的接收探头接收，接收探头再把振动波转变成电信号，送到前置放大器、检波电路处理，再经平方放大、输出处理后送到显示电路显示，完成测距任务。