超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。
超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成:
超聲波傳感器主要由如下四個部分構(gòu)成:
發(fā)送器:通過振子(一般為陶瓷制品,直徑約為15 mm)振動產(chǎn)生超聲波并向空中幅射。
接收器:振子接收到超聲波時,根據(jù)超聲波發(fā)生相應(yīng)的機械振動,并將其轉(zhuǎn)換為電能量,作為接收器的輸出。
控制部分:通過用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送,并判斷接收器是否接收到信號(超聲波),以及已接收信號的大小。
電源部分:通常采用電壓為DC12V ± 10 % 或 24V ± 10 %外部直流電源供電,經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓電路供給傳感器工作。
檢測方式:
根據(jù)被檢測對象的體積、材質(zhì)、以及是否可移動等特征,采用的檢測方式有所不同,常見的檢測方式有如下四種:
穿透式:發(fā)送器和接收器分別位于兩側(cè),當(dāng)被檢測對象從它們之間通過時,根據(jù)超聲波的衰減(或遮擋)情況進行檢測。
限定距離式:發(fā)送器和接收器位于同一側(cè),當(dāng)限定距離內(nèi)有被檢測對象通過時,根據(jù)反射的超聲波進行檢測。
限定范圍式:發(fā)送器和接收器位于限定范圍的中心,反射板位于限定范圍的邊緣,并以無被檢測對象遮擋時的反射波衰減值作為基準值。當(dāng)限定范圍內(nèi)有被檢測對象通過時,根據(jù)反射波的衰減情況(將衰減值與基準值比較)進行檢測。
回歸反射式:發(fā)送器和接收器位于同一側(cè),以檢測對象(平面物體)作為反射面,根據(jù)反射波的衰減情況進行檢測。