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超聲波探頭是超聲波流量計重要組成部分

發布時間:2012-6-22 15:08:38

聲波探頭是超聲波流量計重要組成部分

什么是超聲波探頭?超聲波流量計探頭該如何選擇?超聲波流量計探頭分哪幾種?超聲波探頭分哪幾種系列?超聲波探頭以構造分類直探頭、斜探頭、雙晶探頭、特殊探頭等各種系列。

一、超聲波探頭
超聲波探頭又稱超聲波換能器,它是采用進口鍍膜晶片,適用于空氣介質中測距、物位檢測的電聲轉換器件。由于換能器的聚焦件采用了多層阻抗匹配、背襯、壓電元件頻率誤差小,具有良好的時間穩定性和溫度穩定性、無退極化現象,通帶特性好,芯片與聲傳輸器件統一計算基波諧振頻率。獨創的背襯材料配方,具有良好的振動特性,使換能器有很大的頻帶寬度,發射和接收靈敏度高,以及較小的脈沖-回波持續時間,獲得了最大的等效機電耦合系數。
二、探頭主要技術參數
◇ 中心諧振頻率:40kHz±2kHz
◇ 靜態電容量:3300P±300P
◇ 諧振阻抗:120Ω±20Ω
◇ 頻帶寬度(-3dB):Δf-3dB≥2kHz
◇ 工作電壓:300~500VP-P
◇ 極限電壓≤1000VP-P
◇ 發射波束角:6O度
◇ 工作溫度:-40~+80℃
◇ 防護等級:IP65
 
三、模塊性能
1:使用電壓:DC5V;
2:靜態電流:小于2mA;
3:輸出信號:電平信號,高電平5V,低電平為0V;
5:感應角度:60度;
6:探測距離:0.01 – 5.00米;
   7:高精度:可達1mm
四、腳引接線說明
 (腳引定義的觀察方向:探頭向下,引腳向內,從左到右)
 
序號
定義
說明
1
保留
保留
2
電源地
GND
3
信號輸出
OUT
4
信號輸入
IN
5
電源VCC
+5V
1、GND和VCC是電源供電引腳,模塊正5V供電;
2、IN腳是模塊的信號輸入腳,用戶從此腳輸入控制信號,驅動模塊工作,控制信號可以從單片機的IO口輸出方波信號;
3、OUT腳是模塊接收到超聲波后的返回信號輸出腳,此引腳步在模塊上電后輸出高電平,當用戶從輸入腳發出驅動信號后,如果模塊接收到返回超聲波,OUT引腳即被拉低,輸出低電平;
4、保留引腳用于功能擴展;
 
五、工作原理
   用戶通過從IN腳輸入40KH的方波信號,即用戶從單片機的IO口連續發出高低電平,產生方波,方波的個數一般為10個左右,發出后用戶啟動定時器,開始計時,此時,超聲波發射頭開始發出超聲波,當發出的超聲波被前方的障礙物返射回來,返射回來的超聲波被接收探頭接收到,此時,模塊的OUT引腳會產生一個從高電平到低電平的跳變,此時,用戶要停止計時,用戶通過計時的時間,根據以下公式計算測量距離:
      測量距離= (時間*聲速( 340M/S ) ) / 2   
 六、注意事項
 
     1、超聲波發射頭向外發射60度角的超聲束,因此,在探頭與被測物體之間不能有其他障礙物。
   2、超聲波模塊測得的是被測物體與探頭之間的垂直距離,測量時要保持探頭正對被測物體。
   3、超聲波測量會受環境風速、溫度等的影響。
 
七、可能出現的問題
 
      1、由于超聲波會受到被測物體不平整、反射角度、環境風速溫度以及多次反射的影響,可能會帶來測量數據誤差增大。
   2、由于超聲波有測量盲區的固有特性,因此,如果近距離測量時,當測量位置發生變化而接收到的數據不變時,說明進入了測量盲區。
   3、模塊在測量遠處物體時,如果沒有測量數據返回,可能是超出測量范圍,或是測量角度不對。可以適當調整測量角度。
八、各種探頭技術參數

各種規格雙晶探頭
各種規格點、線聚焦探頭

產品名稱
頻率(MHZ
晶片面積(mm²
  
直探頭(硬保護膜)
0.510
Φ8 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24Φ30
 
直探頭(軟保護膜)
0.55
Φ10 Φ14 Φ20 Φ24
 
雙晶片直探頭
2.55
10×12×2Φ14×2Φ20×2
F5 F10 F15 F20 F30
斜探頭
15
9×9 8×8 10×12 Φ14
12×15 14×16 13×13Φ20
30º40º50ºK1 K1.5 K2 K2.5 K3
斜探頭
15
18×18
雙晶片斜探頭
2.5 5
8×8×2 10×12×2
K1 K2 K3
F10 F20 F30
表面波探頭
2.5 5
9×9 10×12 13×13
HB-50
回波探頭
 
 
 
小角管探頭
2.5 5
Φ14 Φ20
 
小徑管探頭
5
6×6 5×7
K1 K2 K2.5 K3
小徑管探頭
5
雙晶曲面片
 
板波探頭
15
20×20 30×30
入射角由用戶定
爬波探頭
15
 
 
薄波探頭
5
 
可檢測5MM以下薄板
可變角探頭
2.5 5
10×10
角度可變范圍90º
液浸式探頭
15
Φ10 Φ12 Φ14 Φ20
 
充水探頭
15
Φ14 Φ20
 
雙晶充水探頭
15
Φ14 Φ20
交距由用戶定
液浸聚焦探頭
15
Φ14 Φ20
點聚焦線聚焦
接觸式聚焦直探頭
2.5 5
Φ14 Φ20
焦距1060
接觸式聚焦斜探頭
2.5 5
Φ14 Φ20
焦距1060
常規測厚探頭
15
 
配國產
小徑管測厚探頭
15
Φ8
 
中溫測厚探頭
15
 
上限300
高溫測厚探頭
15
 
上限500
深水探頭
15
 
用于水下超聲探傷

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