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：

（1）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。

（3）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(cè)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(chēng)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。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(lèi)。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)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。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(tīng)覺(jué)的上限，人們將這種聽(tīng)不見(jiàn)的聲波叫做超聲波。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(chēng)波發(fā)送器）、接收傳感器（或稱(chēng)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(dòng)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(dòng)，將其變換成電能量，作為傳感器接手器的輸出，從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。

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.經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)格局逐步形成。加之今年“環(huán)保熱”的不斷升溫。表示，沒(méi)有傳感器，智能工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是無(wú)稽之談，智能制造等實(shí)體經(jīng)濟(jì)也是泡沫般存在。

隨著2017年地方兩會(huì)的落幕，大氣污染防治、水環(huán)境治理、土壤治理在地方政府工作報(bào)告中實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。治霾、落實(shí)河長(zhǎng)制、對(duì)環(huán)境wei法行為“零容忍”等，成為兩會(huì)期間的高頻詞。加之近年來(lái)也相繼出臺(tái)了“氣十條”、“水十條”和“土十條”等環(huán)境保護(hù)措施。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能硬件以及智能家電等與人們生活息息相關(guān)的產(chǎn)品逐步走上互聯(lián)互通的道路，這些都為智能家電的發(fā)展創(chuàng)造了全新的空間。毋庸置疑，環(huán)境保護(hù)已成為重要民生問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相得益彰，才能走可持續(xù)發(fā)展之路。

為獲取數(shù)據(jù)，在2013年，就有國(guó)家提出“萬(wàn)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(wàn)億個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)在2030年后將100萬(wàn)億傳感器嵌入到各種場(chǎng)所，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，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(kāi)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)于不同粒徑的顆粒物（如PM10和PM2．5），其能夠輸出多個(gè)不同的信號(hào)加以區(qū)分。

多年以來(lái)，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(lái)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。