超聲波傳感器測距的工作原理

發布日期：2022-04-08 作者：新威電子點擊：

在日常生產生活中，超聲波傳感器測距主要應用于汽車的倒車雷達、及機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業現場，例如：液位、井深、管道長度等，需要自動進行非接觸測距的場合。目前有兩種常用的超聲波測距方案。一種是基于單片機或者嵌入式設備的超聲波測距系統，一種是基于CPLD的超聲波測距系統。

原理：將超聲波信號轉換成其他能量信號的傳感器。超聲波是指頻率大于20kHz的在彈性介質中產生的機械震蕩波，其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點，因此常被用于非接觸測距。由于超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。

超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波測距對環境有較好的適應能力，此外超聲波傳感器測量在實時、精度、價格也能得到很好的折衷。方法有往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。

超聲波傳感器

其原理是超聲波傳感器發射一定頻率的超聲波，借助空氣媒質傳播，到達測量目標或障礙物后反射回來，經反射后由超聲波接收器接收脈沖，其所經歷的時間即往返時間，往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。一般超聲波探傷儀的使用步驟都是先根據工件的尺寸，形式，用標準試塊進行超聲波探頭校準、曲線制作，然后再進行現場超聲波探傷。

使用前校準超聲波探傷儀探頭，通過調整探傷靈敏度，使DAC曲線完整顯示在屏幕上，然后開始探傷。探傷時一般是使探頭垂直焊口走向并沿焊口走向做鋸齒型掃查，探頭沿焊口走向(前后)移動的距離：0～100mm。在超聲檢查過程中，超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。探頭的性能直接影響超聲波的特性，影響超聲的成像效果。常用的超聲探頭包括相控陣探頭、凸陣探頭及線陣探頭。

使用超聲探頭時，還有一個非常重要的一點，那就是，無論掃查哪個位置，操作者都要有一個支點于患者皮膚上，以確保出現好的圖像時，不會輕易劃走。使超聲波探頭與皮膚接觸的更加緊密，而使超聲波有效通過，獲得較好的圖像。對應的技術，目前有彈性成像，可通過間歇性規律Press探頭，了解腫塊的軟硬度。