超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。对于不同粒径的颗粒物(如PM10和PM2.5),其能够输出多个不同的信号加以区分。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生效应。因此超声波检测广泛应用在工业、、生物医学等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。
超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。
超声波传感器在测距系统中的应用 超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基 本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于的中长距离测量。
超声波传感器直径虽然只有10mm、12mm、14mm、16mm、18mm几种常规的,但细分下,产品种类还是挺多的,除了可以按结构类型分为开放式和封闭式两种外,还可按功能型来区分,即发射T、接收R、收发一体T/R三种,其中频率也分为25KHz和40KHz两种。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。不同直径加上不同的结构类型再加上产品的功能型与频率,就组成了一段简单的超声波传感器代码,就比如USC14T/R-40MP,可以知道这是封闭式的超声波传感器,可以用于水下测距离,它是属于收发一体式的封闭式传感器,直径14mm,频率40KHz。
对于智能家居来说,传感器扮演着相当于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能,是所有分析数据的入口,没有了传感系统的智能家居系统无疑是“残疾”的系统,它没有自我感知能力,无法实现真正意义上的智能。传感器及其解决方案可以不断电判断用户的身体与生活状态、深度学习用户的喜好,连续监测用户的生命特征的信号、监控家居设备状态以及室内外的环境与天气,这对智能家居实现真正的人性化创造了基础。超声波传感器在测量液位的应用超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。在未来,传感器的技术将更精准、迅速。所谓精准就是为系统提供对口、有效的数据,也就是不会误报、漏报等情形;准确就是提供精度更高、误差范围更小的数据,保证数据不会失真;迅速就是反应灵敏度高、响应快,以满足智能家居应用场景的需求。