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。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。
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。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。表现为新车型的推出速度越来越快、新技术的采用更加的广泛、汽车领域相关专利数量不断攀升等。
我们都知道超声波传感器分为发射、接收、收发一体3种,但发射和接收的原理分别是怎样的呢?从传感器相关企业发展情况来看,小而散是当前传感器产业的显著特征。当从超声波发射传感器输入频率为40KHz的脉冲电信号时,压电晶体会因变形而产生振动,振动频率在20KHz以上,由此形成了超声波。那么该超声波经锥形共振盘共振放大后定向发射出去;接收传感器接收到发射的超声波信号后,促使压电晶片变形而产生电信号,通过放大器放大电信号。
发射头是利用压电效应来实现产生超声波的,就是在发射头不断给出一定频率的如40KHz的电压信号,就可以产生超声波。可以考虑利用单片机来实现,当然功率不大的可以用单片机来实现。
超声波传感器的频率主要有2种,分别是25KHz和40KHz;超声波是一种频率大于20KHz的音波。发射式的传感器本身发射超声波,再接受反馈的超声波;接收式的传感器本身不发射超声波,是通过传感器接收超声波,将其转换成电信号,进行测量。
智能家庭安防系统由三部分组成,其中,家庭无线传感器网络、互联网、监控终端依次对应物联网的感知层、网络层、应用层。家庭无线传感器网络由设置于家庭内部的各种安防传感器、家庭智能网关组成。
安防传感器一般包括监控摄像机、燃气传感器、人体感应器、振动传感器、以及报警按钮等,它们均作为无线传感网络的一个节点,利用蓝牙、wifi、zigbee等无线通讯技术接入。大量的传感器构建成的这个密布且无形的网络,保障了家庭的安全。