压电陶瓷超声波传感器的使用介绍
发布时间：2014-07-02 阅读次数：8097
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器，特点有工作可靠、安装方便、防水型、发射夹角较小、灵敏度高等，广泛应用在物位液位监测，机器人防撞，各种超声波接近开关，以及防盗报警等相关领域。
压电陶瓷是制作超声波传感器探头的常用材料，首先来了解一下压电陶瓷超声波传感器：
当电压作用于压电陶瓷时，压电陶瓷就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。
压电陶瓷超声波传感器使用有一点需要注意的是，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。因为压电陶瓷的声阻抗是空气声阻抗的105，这就会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失，这时就需要将一种特殊材料粘附在压电陶瓷超声波传感器上，可实现与空气的声阻抗相匹配，这样才能达到测量的目的。
除了此类超声波传感器之外，近期，传感器厂商也研究推出了一款新型传感器，即测距用超声波传感器。
这类超声波传感器通过传输介质即空气，发出一定频率的脉冲超声波，传感器分析物体反射回来的超声波运行时间，可以选择通过示教键、输入端或IO-Link进行示教。如果达到了事先规定的切换点，则输出端切换。测量值可以作为电压(0~10V之间)、电流(4~20mA)，或者以数字形式(IO-Link)发出。