ES2-M濕度傳感器模塊

價(jià)格
電議

型號(hào)
ES2-M

品牌
日本歐姆龍

所在地
暫無(wú)

更新時(shí)間
2019-08-04 14:57:20

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    ES2-M濕度傳感器模塊 蘇州伊洛自動(dòng)化科技有限公司 銷售經(jīng)理:林先生 銷售直線: 電話: 傳真:-308 銷售QQ:.人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與濕度密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,很難找出一個(gè)與濕度無(wú)關(guān)的領(lǐng)域來(lái)。由于應(yīng)用領(lǐng)域不同,對(duì)濕度傳感器的技術(shù)要求也不同。從制造角度看,同是濕度傳感器,材料、結(jié)構(gòu)不同,工藝不同.其性能和技術(shù)指標(biāo)(像精度方面)有很大差異,因而價(jià)格也相差甚遠(yuǎn)。對(duì)使用者來(lái)說(shuō),選擇濕度傳感器時(shí),首先要搞清楚需要什么樣的傳感器;在自己的財(cái)力允許的情況下選購(gòu)何種檔次的產(chǎn)品,權(quán)衡好“需要與可能”的關(guān)系,不至于盲目行事。從我們與用戶的來(lái)往來(lái)看,覺(jué)得有以下幾個(gè)問(wèn)題值得注意。
    ES2-M濕度傳感器模塊 銷售經(jīng)理:林先生 銷售直線: : :-308 銷售QQ: 超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)(通常是電信號(hào))的傳感器。超聲波是振動(dòng)頻率高于20KHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長(zhǎng)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(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面。常用的超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個(gè)探頭發(fā)射、一個(gè)探頭接收)等。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。
    工作溫度
    由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高,特別是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)間地工作而不失效。醫(yī)療用的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。
    指向性
    超聲波傳感器探測(cè)的范圍
    主要應(yīng)用
    超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面,而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其主要的應(yīng)用,下面以醫(yī)學(xué)為例子說(shuō)明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病,它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是:對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害、方法簡(jiǎn)便、顯像清晰、診斷的準(zhǔn)確率高等。因而推廣容易,受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學(xué)原理,我們來(lái)看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個(gè)方法是利用超聲波的反射。當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí),在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí),回聲在示波器的屏幕上顯示出來(lái),而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。
    在工業(yè)方面,超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無(wú)損探傷和超聲波測(cè)厚兩種。過(guò)去,許多技術(shù)因?yàn)闊o(wú)法探測(cè)到物體組織內(nèi)部而受到阻礙,超聲波傳感技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況。當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上,“悄無(wú)聲息”地探測(cè)人們所需要的信號(hào)。在未來(lái)的應(yīng)用中,超聲波將與信息技術(shù)、新材料技術(shù)結(jié)合起來(lái),將出現(xiàn)更多的智能化、高靈敏度的超聲波傳感器。
    超聲波距離傳感器技術(shù)應(yīng)用
    超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。
    超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面。
    超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位(液位)監(jiān)測(cè),機(jī)器人防撞,各種超聲波接近開關(guān),以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域,工作可靠,安裝方便, 防水型,發(fā)射夾角較小,靈敏度高,方便與工業(yè)顯示儀表連接,也提供發(fā)射夾角較大的探頭。
    具體應(yīng)用
    一、超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)。將超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部,向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí),就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài),如滿、空或半滿等。
    二、超聲波傳感器可用于檢測(cè)透明物體、液體、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不規(guī)則物體。但不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐以及泡沫物體。
    三、超聲波傳感器可以應(yīng)用于食品加工廠,實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。配合新的技術(shù)可在潮濕環(huán)如洗瓶機(jī)、噪音環(huán)境、溫度極劇烈變化環(huán)境等進(jìn)行探測(cè)。
    四、超聲波傳感器可用于探測(cè)液位、探測(cè)透明物體和材料,控制張力以及測(cè)量距離,主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗(yàn)煤的設(shè)備運(yùn)、塑料加工以及汽車行業(yè)等。超聲波傳感器可用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)缺陷、確定有無(wú)以及其它方面。
    使用超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯(cuò)踏板
    日產(chǎn)汽車開發(fā)出了防止在要踩剎車時(shí)誤踩成油門而使車輛加速的功能,使用攝像頭和超聲波傳感器推斷出“要在停車場(chǎng)上停車”的情況時(shí),如果駕駛員踩成了油門就會(huì)強(qiáng)制剎車。該技術(shù)預(yù)定在2~3年內(nèi)實(shí)用化。超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車場(chǎng)停車時(shí)踩錯(cuò)剎車和油門造成事故而開發(fā)的。
      該技術(shù)是使用在車輛前后左右各配備一個(gè)的四個(gè)攝像頭和前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠各配備四個(gè)共八個(gè)超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的。4個(gè)攝像頭沿用顯示車輛周圍俯瞰影像的“環(huán)視顯示器”的攝像頭。利用攝像頭識(shí)別出白線等以推斷汽車位于停車場(chǎng),利用超聲波傳感器測(cè)量出汽車與周圍障礙物之間的距離來(lái)確定剎車時(shí)機(jī)。
    防止因踩錯(cuò)剎車和油門而造成事故分兩步實(shí)施。當(dāng)駕駛員在停車場(chǎng)想停車時(shí),如果踩成了油門,則首先將車速減至蠕滑速度,用儀表板的圖標(biāo)來(lái)提示危險(xiǎn),并響起警報(bào)聲。如果駕駛員仍繼續(xù)踩油門而即將撞上墻壁等物體時(shí),則強(qiáng)制剎車。剎車時(shí)機(jī)為保證汽車在與障礙物相距20~30cm左右時(shí)可以停下來(lái)。
    工作原理
    人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的,它的頻率在20HZ-20KHZ
    范圍內(nèi),過(guò)20KHZ稱為超聲波,低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。
    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(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波,其頻率較低,一般為幾十KHZ,而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快,而在液體及固體中傳播,衰減較小,傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性,可做成各種超聲傳感器,配上不同的電路,制成各種超聲測(cè)量?jī)x器及裝置,并在通迅,醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。
    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。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?,它可以將電能轉(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)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器,發(fā)送與接收略有差別,它適用于在空氣中傳播,工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測(cè)距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等(其中T表示發(fā)送,R表示接收,40表示頻率為40KHZ,16及12表示其外徑尺寸,以毫米計(jì))。另有一種密封式超聲波傳感器(MA40EI型)。它的特點(diǎn)是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近開關(guān)用,它的性能較好。超聲波應(yīng)用有三種基本類型,透射型用于遙控器,防盜報(bào)警器、自動(dòng)門、接近開關(guān)等;分離式反射型用于測(cè)距、液位或料位;反射型用于材料探傷、測(cè)厚等。
    由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接收器)、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,作為傳感器接收器的輸出,從而對(duì)發(fā)送的進(jìn)行檢測(cè).而實(shí)際使用中,用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可以用作接收器傳感器社的陶瓷振子??刂撇糠种饕獙?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。
    工作程式
    若對(duì)發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長(zhǎng)與縮短,于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制),并傳給波接收器。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應(yīng)變,則產(chǎn)生一面為“+ ”極,另一面為“-”極的40KHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小,故必須進(jìn)行放大。 超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車,其原理是利用探測(cè)倒車路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽覺(jué)和視覺(jué)警告,其警告表示是探測(cè)到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣,在狹窄的地方不管是泊車還是開車,借助倒車障礙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng),駕駛員心理壓力就會(huì)減少,并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。
    工作模式
    超聲波傳感器利用聲波介質(zhì)對(duì)被檢測(cè)物進(jìn)行非接觸式無(wú)磨損的檢測(cè)。超聲波傳感器對(duì)透明或有色物體,金屬或非金屬物體,固體、液體、粉狀物質(zhì)均能檢測(cè)。其檢測(cè)性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響,包括煙塵環(huán)境和雨天。
    檢測(cè)模式
    超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測(cè)模式。位于傳感器前面的被檢測(cè)物通過(guò)將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器,從而使傳感器檢測(cè)到被測(cè)物。
    還有部分超聲波傳感器采用對(duì)射式的檢測(cè)模式。一套對(duì)射式超聲波傳感器包括一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器,兩者之間持續(xù)保持“收聽”。位于接收器和發(fā)射器之間的被檢測(cè)物將會(huì)阻斷接收器接收發(fā)射的聲波,從而傳感器將產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。
    檢測(cè)范圍
    超聲波傳感器的檢測(cè)范圍取決于其使用的波長(zhǎng)和頻率。波長(zhǎng)越長(zhǎng),
    頻率越小,檢測(cè)距離越大,如具有毫米級(jí)波長(zhǎng)的緊湊型傳感器的檢測(cè)范圍為300~500mm波長(zhǎng)大于5mm的傳感器檢測(cè)范圍可達(dá)8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發(fā)射角,因而更適合檢測(cè)相對(duì)較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12º至15º的傳感器能夠檢測(cè)具有較大傾角的物體。此外,我們還有外置探頭型的超聲波傳感器,相應(yīng)的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測(cè)安裝空間有限的場(chǎng)合。
    調(diào)節(jié)
    幾乎所有的超聲波傳感器都能對(duì)開關(guān)輸出的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)或是測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。在設(shè)定范圍外的物體可以被檢測(cè)到,但是不會(huì)觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變。一些傳感器具有不同的調(diào)節(jié)參數(shù),如傳感器的響應(yīng)時(shí)間、回波損失性能,以及傳感器與泵設(shè)備連接使用時(shí)對(duì)工作方向的設(shè)定調(diào)節(jié)等。
    重復(fù)精度
    波長(zhǎng)等因素會(huì)影響超聲波傳感器的精度,其中主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度,因而許多超聲波傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦浴T撎匦阅苁鼓M量輸出型的超聲波傳感器在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)獲得高達(dá)0.6mm的重復(fù)精度。
    輸出功能
    所有系列的超聲波傳感器都有開關(guān)量輸出型產(chǎn)品。一些產(chǎn)品還有2路開關(guān)量輸出(如小和大液位控制)。大多數(shù)產(chǎn)品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產(chǎn)品。
    噪聲抑制
    金屬敲擊聲、轟鳴聲等噪聲不會(huì)影響超聲波傳感器的參數(shù)賦值,這主要是由于頻率范圍的和已獲的噪聲抑制電路。
    同步功能
    超聲波傳感器的同步功能可防干擾。他們通過(guò)將各自的同步線進(jìn)行簡(jiǎn)單的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)同步功能。它們同時(shí)發(fā)射聲波脈沖,象單個(gè)傳感器一樣工作,同時(shí)具有擴(kuò)展的檢測(cè)角度。
    交替工作
    超聲波傳感器 長(zhǎng)掃描型
    以交替方式工作的超聲波傳感器彼此間是相互獨(dú)立的,不會(huì)相互影響。以交替方式工作的傳感器越多,響應(yīng)的開關(guān)頻率越低。
    檢測(cè)條件
    超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質(zhì)中工作。這種傳感器也能在其它氣體介質(zhì)中工作,但需要進(jìn)行靈敏度的調(diào)節(jié)。
    盲區(qū)
    直接反射式超聲波傳感器不能可靠檢測(cè)位于超聲波換能器前段的部分物體。由此,超聲波換能器與檢測(cè)范圍起點(diǎn)之間的區(qū)域被稱為盲區(qū)。傳感器在這個(gè)區(qū)域內(nèi)必須保持不被阻擋。
    溫濕度
    空氣溫度與濕度會(huì)影響聲波的行程時(shí)間。空氣溫度每上升20ºC,檢測(cè)距離至多增加3.5%。在相對(duì)干燥的空氣條件下,濕度的增加將導(dǎo)致聲速多增加2%。
    空氣壓力
    常規(guī)情況下大氣變化±5%(選一固定參考點(diǎn))將導(dǎo)致檢測(cè)范圍變化±0.6%。大多數(shù)情況下,傳感器在5Bar壓力下使用沒(méi)有問(wèn)題。
    氣流
    氣流的變化將會(huì)影響聲速。然而由高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的。在產(chǎn)生空氣渦流比較普遍的條件下,例如對(duì)于灼熱的金屬而言,建議不要采用超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè),因?yàn)閷?duì)失真變形的聲波的回聲進(jìn)行計(jì)算是非常困難的。
    標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物
    采用正方形聲反射板用于額定開關(guān)距離sn的。
    1mm的厚度
    垂直性:與聲束軸線垂直。
    防護(hù)等級(jí)
    外殼可防固體顆粒和防水。
    IP65:完全防塵;防水柱的侵入。
    IP67:完全防塵;在恒溫下浸入水下1m深處并放置30分鐘,能夠有效防護(hù)。
    IP69K:基于EN60529的符合DIN40050-9
    泵功能
    可施行雙位置控制,例如一個(gè)液位控制系統(tǒng)的泵入泵出功能。當(dāng)一個(gè)被測(cè)物遠(yuǎn)離傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍的遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí),輸出動(dòng)作。當(dāng)被測(cè)物靠近傳感器到達(dá)檢測(cè)范圍設(shè)定的近點(diǎn)時(shí),輸出相反的動(dòng)作。
    系統(tǒng)構(gòu)成編輯
    超聲波傳感器主要由如下四個(gè)部分構(gòu)成:
    發(fā)送器:通過(guò)振子(一般為陶瓷制品,直徑約為15 mm)振動(dòng)產(chǎn)生超聲波并向空中幅射。
    接收器:振子接收到超聲波時(shí),根據(jù)超聲波發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng),并將其轉(zhuǎn)換為電能量,作為接收器的輸出。
    控制部分:通過(guò)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(hào)(超聲波),以及已接收信號(hào)的大小。
    電源部分:超聲波傳感器通常采用電壓為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。
    根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象的體積、材質(zhì)、以及是否可移動(dòng)等特征,超聲波傳感器采用的檢測(cè)方式有所不同,常見的檢測(cè)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(cè)對(duì)象從它們之間通過(guò)時(shí),根據(jù)超聲波的衰減(或遮擋)情況進(jìn)行檢測(cè)。
    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(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí),根據(jù)反射的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。
    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(wú)被檢測(cè)對(duì)象遮擋時(shí)的反射波衰減值作為基準(zhǔn)值。當(dāng)限定范圍內(nèi)有被檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí),根據(jù)反射波的衰減情況(將衰減值與基準(zhǔn)值比較)進(jìn)行檢測(cè)。
    回歸反射式:發(fā)送器和接收器位于同一側(cè),以檢測(cè)對(duì)象(平面物體)作為反射面,根據(jù)反射波的衰減情況進(jìn)行檢測(cè)。
    檢測(cè)好壞編輯
    超聲波傳感器用萬(wàn)用表直接測(cè)試是沒(méi)有什么反映的。要想測(cè)試超聲波傳感器的好壞可以搭一個(gè)音頻振蕩電路,當(dāng)C1為390OμF時(shí),在反相器⑧腳與⑩腳間可產(chǎn)生一個(gè)1.9kHz左右的音頻信號(hào)。把要檢測(cè)的超聲波傳感器(發(fā)射和接收)接在⑧腳與⑩腳之間;如果傳感器能發(fā)出音頻聲音,基本就可以確定此超聲波傳感器是好的。
    注:C1=3900μF時(shí),為1.9kHZ左右;C1=0.O1μF時(shí),約0.76kHZ。
    液位測(cè)試編輯
    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不可比擬的優(yōu)點(diǎn):(1)無(wú)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(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。
    系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器,測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時(shí)間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面??紤]到環(huán)境溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響,通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳播速度予以校正,以提高測(cè)量精度。計(jì)算公式為:
    V=331.5+0.607T (1)
    式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環(huán)境溫度。
    S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)
    式中:S為被測(cè)距離;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時(shí)間差;t1為超聲回波接收時(shí)刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時(shí)刻。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測(cè)量t0時(shí)刻和t1時(shí)刻,根據(jù)以上公式,用軟件編程即可得到被測(cè)距離S。由于本系統(tǒng)的MCU選用了具有SOC特點(diǎn)的混合信號(hào)處理器,其內(nèi)部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的溫度補(bǔ)償。
    其他編輯
    區(qū)分
    超聲波傳感器與聲納傳感器的區(qū)別
    聲納傳感器和超聲波傳感器是經(jīng)常聽說(shuō)的兩種探測(cè)裝置,很多人認(rèn)為這兩種是一種傳感器,這兩種傳感器之間有什么區(qū)別呢?
      聲納傳感器直接探測(cè)和識(shí)別水中的物體和水底的輪廓,聲納傳感器發(fā)出一個(gè)聲波信號(hào),當(dāng)遇到物體后會(huì)反射回來(lái),依據(jù)反射時(shí)間及波型去計(jì)算它的距離及位置。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長(zhǎng)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(diǎn)。聲納傳感器主要用于探測(cè)生物,比如用于探測(cè)水底有哪些生物,生物體形有多大等。經(jīng)常問(wèn)你聽說(shuō)的用于探測(cè)水怪的裝置就是聲納傳感器。
      超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。在工業(yè)方面,超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無(wú)損探傷和超聲波測(cè)厚兩種。超聲波傳感器在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病,它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。
    注意事項(xiàng)
    1:為確保可靠性及長(zhǎng)使用壽命,請(qǐng)勿在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器[2]  。
    2:由于超聲波傳感器以空氣作為傳輸介質(zhì),因此局部溫度不同時(shí),分界處的反射和折射可能會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作,風(fēng)吹時(shí)檢出距離也會(huì)發(fā)生變化。因此,不應(yīng)在強(qiáng)制通風(fēng)機(jī)之類的設(shè)備旁使用傳感器。
    3:噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率,因此會(huì)影響傳感器且不應(yīng)在傳感器附近使用。
    4:傳感器表面的水滴縮短了檢出距離。
    5:細(xì)粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時(shí)無(wú)法被檢出(反射型傳感器)。
    6:不能在真空區(qū)或防爆區(qū)使用傳感器。
    7:請(qǐng)勿在有蒸汽的區(qū)域使用傳感器;此區(qū)域的大氣不均勻。將會(huì)產(chǎn)生溫度梯度,從而導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。
    暴露問(wèn)題
    超聲波傳感器應(yīng)用起來(lái)原理簡(jiǎn)單,也很方便,成本也很低。但是目前的超聲波傳感器都有一些缺點(diǎn),比如,反射問(wèn)題,噪音,交叉問(wèn)題。
    反射問(wèn)題
    如果被探測(cè)物體始終在合適的角度,那超聲波傳感器將會(huì)獲得正確的角度。但是不幸的是,在實(shí)際使用中,很少被探測(cè)物體是能被正確的檢測(cè)的。
    其中可能會(huì)出現(xiàn)幾種誤差:
    三角誤差
    當(dāng)被測(cè)物體與傳感器成一定角度的時(shí)候,所探測(cè)的距離和實(shí)際距離有個(gè)三角誤差。
    鏡面反射
    這個(gè)問(wèn)題和高中物理中所學(xué)的光的反射是一樣的。在特定的角度下,發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,因此無(wú)法產(chǎn)生回波,也就無(wú)法產(chǎn)生距離讀數(shù)。這時(shí)超聲波傳感器會(huì)忽視這個(gè)物體的存在。
    多次反射
    這種現(xiàn)象在探測(cè)墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時(shí)比較常見。聲波經(jīng)過(guò)多次反彈才被傳感器接收到,因此實(shí)際的探測(cè)值并不是真實(shí)的距離值。
    這些問(wèn)題可以通過(guò)使用多個(gè)按照一定角度排列的超聲波圈來(lái)解決。通過(guò)探測(cè)多個(gè)超聲波的返回值,用來(lái)篩選出正確的讀數(shù)。
    噪音
    雖然多數(shù)超聲波傳感器的工作頻率為40-45Khz,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生類似頻率的噪音。比如,電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的高頻,輪子在比較硬的地面上的摩擦所產(chǎn)生的高頻噪音,機(jī)器人本身的抖動(dòng),甚至當(dāng)有多個(gè)機(jī)器人的時(shí)候,其它機(jī)器人超聲波傳感器發(fā)出的聲波,這些都會(huì)引起傳感器接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。
    這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)對(duì)發(fā)射的超聲波進(jìn)行編碼來(lái)解決,比如發(fā)射一組長(zhǎng)短不同的音波,只有當(dāng)探測(cè)頭檢測(cè)到相同組合的音波的時(shí)候,才進(jìn)行距離計(jì)算。這樣可以有效的避免由于環(huán)境噪音所引起的誤讀。
    交叉問(wèn)題
    交叉問(wèn)題是當(dāng)多個(gè)超聲波傳感器按照一定角度被安裝在機(jī)器人上的時(shí)候所引起的。超聲波X發(fā)出的聲波,經(jīng)過(guò)鏡面反射,被傳感器Z和Y獲得,這時(shí)Z和Y會(huì)根據(jù)這個(gè)信號(hào)來(lái)計(jì)算距離值,從而無(wú)法獲得正確的測(cè)量。
    解決的方法可以通過(guò)對(duì)每個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行編碼。讓每個(gè)超聲波傳感器只聽自己的聲音。
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