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超聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)的傳播形式。超聲波是指振動頻率大于20000Hz以上的聲波,其每秒的振動次數(shù)很高,超出了人耳聽覺的上限,人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱向振蕩(縱波)。對智能家電而言,傳感器扮演著相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能,是智能家電所有分析數(shù)據(jù)的入口,沒有傳感器的智能家居系統(tǒng)無疑是“殘廢”,沒有自我感知能力,家電無法實現(xiàn)真正意義上的智能。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。另外,它也有折射和反射現(xiàn)象,并且在傳播過程中有衰減。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律,與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習(xí)慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。首先處理單元對超聲換能器加以電壓激勵,其受激后以脈沖形式發(fā)出超聲波,接著超聲換能器轉(zhuǎn)入接受狀態(tài),處理單元對接收到的超聲波脈沖進(jìn)行分析,判斷收到的信號是不是所發(fā)出的超聲波的回聲。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?,它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時它接收到超聲波時,也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接shou器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射;而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動,將其變換成電能量,作為傳感器接手器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測。控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計數(shù)及探測距離等進(jìn)行控制。
通過太陽輻射傳感器室外風(fēng)速探ce器,雨滴傳感器采集室外氣候信息,為電動窗簾提供控制的依據(jù)。
通過無線噪聲傳感器采集首爾招生信息,為電動開窗器或背景音樂的控制提供依據(jù)。
通過空氣質(zhì)量傳感器,無線pm2.5傳感器采集室內(nèi)空氣污染信息,為凈化器,電控開窗器提供依據(jù),自動換氣或去污。
目前市面上的智能環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品有,空氣質(zhì)量傳感器,空氣質(zhì)量控制器傳感器,空氣質(zhì)量檢測儀,窗簾控制電機(jī)電動開窗器,太陽輻射傳感器,室外風(fēng)速探ce器,雨滴傳感器,無線噪聲探ce器,溫濕度一體化傳感器。
對于智能家居來說,傳感器扮演著相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能,是所有分析數(shù)據(jù)的入口,沒有了傳感系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)無疑是“殘疾”的系統(tǒng),它沒有自我感知能力,無法實現(xiàn)真正意義上的智能。傳感器及其解決方案可以不斷電判斷用戶的身體與生活狀態(tài)、深度學(xué)習(xí)用戶的喜好,連續(xù)監(jiān)測用戶的生命特征的信號、監(jiān)控家居設(shè)備狀態(tài)以及室內(nèi)外的環(huán)境與天氣,這對智能家居實現(xiàn)真正的人性化創(chuàng)造了基礎(chǔ)。在未來,傳感器的技術(shù)將更精準(zhǔn)、迅速。各種高科技產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,傳感器成為智能工業(yè)不可缺少的關(guān)鍵元器件。所謂精準(zhǔn)就是為系統(tǒng)提供對口、有效的數(shù)據(jù),也就是不會誤報、漏報等情形;準(zhǔn)確就是提供精度更高、誤差范圍更小的數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)不會失真;迅速就是反應(yīng)靈敏度高、響應(yīng)快,以滿足智能家居應(yīng)用場景的需求。