超聲波作用于物體后，能使物體產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)幅度及強(qiáng)度取決于超聲波的頻率、發(fā)聲源的功率，這兩項(xiàng)指標(biāo)在現(xiàn)代電聲學(xué)方面均能控制。故超聲波在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在超聲波清洗方面，應(yīng)用更加廣泛。
在超聲波清洗中，超聲頻率及強(qiáng)度的變化決定了對(duì)被清洗物體基體的沖擊強(qiáng)度。頻率越高，對(duì)基體的表面清洗強(qiáng)度越高。頻率越低，對(duì)基體的深度沖擊越大。
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。鋯鈦酸鉛體系是目前應(yīng)用較廣的壓電體系，其壓電性能較其它體系優(yōu)異。考慮到環(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；例如鋯鈦酸鉛壓電陶瓷和高分子聚合物的1-3復(fù)合材料,其等靜壓壓電應(yīng)變常數(shù)dh{=d33+2d31}比鋯鈦酸鉛壓電陶瓷的dh值大的多,而且其電容率也有較大的下降。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。
以上信息由專(zhuān)業(yè)從事山東壓電陶瓷的宇海電子于2025/3/12 22:44:45發(fā)布
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