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超声波传感器的应用

发表时间:2019-05-31 16:04:01

 超声波传感器的应用

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超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。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。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、农业、汽车、工程建筑、生物医学、物流行业等行业。下面为您简单介绍超声波传感器的实际应用。


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工业:超声波传感器用于油罐液位检测

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液位/料位测量是工业领域中最为常见的距离测量任务之一。在工业领域中油罐液位检测主要是测量其液位、温度、密度和压力(带压储罐)等参数,计算出储液的体积及重量储量。由于油罐储存的物质通常有易燃易爆、易挥发、有毒等特性,一旦发生泄漏就容易已发火灾、爆炸等事故。所以一般油罐分为贸易罐和中间罐两类,贸易罐的液位、温度、密度、体积、质量则必须经常监测和计量,且精度要求很高。中间罐通常仅对液位、温度和压力(带压储罐)等参数进行监测,以防止油罐发生冒顶、抽空事故,并不需交接计量。然而对不同的大小和种类的储油罐,所用液位传感器的性能特点也不一样且根据不同的测量原理和方法,每种测量仪表都有其自身的优点及适合应用工况罐区液位仪表的发展趋势是高精度、多功能、高度自动化的方向发展,并且一些罐区包含给生产装置供料的任务,原油储油罐内的杂乱工况,选用超声波导波技能的原油储油罐液位丈量体系,可以有效地克服超声波液位计直接丈量原油储油罐液位时发生的差错,降低了检查体系的制作成本和劳动强度。

 

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农业:超声波传感器检测农业机械的喷杆高度

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为确保一致性,最佳的喷洒覆盖凹凸不平的地形和不同农作物高度, 为了防止喷杆影响农作物或者土壤,其高度必须连续地被监测和调节。超声波传感器非常适用于这一应用,因为它不受灰尘,污物和化学品的影响,并且对于检测任何颜色的表面具有相同的精度。

 

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汽车:超声波传感器应用在智能停车

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汽车的倒车雷达应用了超声波测距系统,目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统,一种是基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)的超声波测距系统。

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。首先,超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为C=340m/s,根据计时器记录的时间T秒,就可以计算出发射点距障碍物的距离L,即:L= C×T /2 。这就是所谓的时间差测距法。

 

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建筑:超声波传感器用于砂砾储存仓的料位监测

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散装的建筑材料是露天开采的,如沙子,碎石,砾石。这些材料在深度达50m处被挖掘,并且必须被妥善储存直到它们被运输离开现场。传送带运输这些建筑材料到储物仓。超声波传感器确定储物仓是否到达最大的料位值。

 

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生物医学:超声波传感器用于诊断疾病

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超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。因而推广容易,受到医务工作者和患者的欢迎。超声波诊断可以基于不同的医学原理,如B型超声波检查,即B超,利用超声波的反射。当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面时,在该界面就产生反射回声。每遇到一个反射面时,回声在示波器的屏幕上显示出来,而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。

 

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物流:超声波传感器对饮料瓶记数进行

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使用超声波传感器在几个关键节点对瓶子进行检测与计数,确保了连续的物流监控。对每只瓶进入与离开灌装系统都进行优化,并可靠地检测缺失的瓶子。即使在强烈的蒸汽领域,也能精准的确保饮料瓶的检测。

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