超聲波距離傳感器技術(shù)原理

　　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。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：

　?。?）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量大，靈敏度也高。

　　（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。

　?。?）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

超聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)的傳播形式。超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000Hz以上的聲波，其每秒的振動(dòng)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）。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。統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，我國(guó)從事傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的企、事業(yè)單位共1700余家，從事MEMS研制、生產(chǎn)的企業(yè)有170余家，其中中小型企業(yè)占比約94%。

超聲波傳感器在測(cè)量液位的應(yīng)用 超聲波測(cè)量液位的基本原理是：由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào)，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面后被反射，接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間，即可換算出距離或液位高度。超聲波測(cè)量方法有很多其它方法的優(yōu)點(diǎn)：（1）無任何機(jī)械傳動(dòng)部件，也不接觸被測(cè)液體，屬于非接觸式測(cè)量，不怕電磁干擾，不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等，因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng);（2）其響應(yīng)時(shí)間短可以方便的實(shí)現(xiàn)無滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。4、電子稱，利用力學(xué)傳感器（導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù)）來測(cè)量物體對(duì)應(yīng)變片的壓力，從而達(dá)到測(cè)量重量目的。

為獲取數(shù)據(jù)，在2013年，就有國(guó)家提出“萬億傳感器革命”的口號(hào)，旨在推動(dòng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬億個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場(chǎng)所，可以預(yù)見，在不久的將來，我們身邊將到處布滿傳感器，再把大量傳感器采集的數(shù)據(jù)與開放數(shù)據(jù)等組合，依托人工智能等技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就會(huì)產(chǎn)生價(jià)值更高的數(shù)據(jù)。對(duì)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(shí)現(xiàn)真正意義上的智能。

多年以來，傳感器市場(chǎng)規(guī)模也是呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，傳感器產(chǎn)業(yè)迎來了巨大的發(fā)展契機(jī)，以及隨著從事傳感器技術(shù)研發(fā)的機(jī)構(gòu)和投入不斷增多，傳感器技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。