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發布時間:2021-07-07 09:31  





超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻 率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、、生物醫學等方面以超聲波作為檢測手段,必須產生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。隨著物聯網的興起,智能手機、可穿戴設備、智能硬件以及智能家電等與人們生活息息相關的產品逐步走上互聯互通的道路,這些都為智能家電的發展創造了全新的空間。
超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構,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(一個探頭反射、一個探頭接收)等。
我們都知道超聲波傳感器分為發射、接收、收發一體3種,但發射和接收的原理分別是怎樣的呢?超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。當從超聲波發射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號時,壓電晶體會因變形而產生振動,振動頻率在20KHz以上,由此形成了超聲波。那么該超聲波經錐形共振盤共振放大后定向發射出去;接收傳感器接收到發射的超聲波信號后,促使壓電晶片變形而產生電信號,通過放大器放大電信號。
發射頭是利用壓電效應來實現產生超聲波的,就是在發射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號,就可以產生超聲波。可以考慮利用單片機來實現,當然功率不大的可以用單片機來實現。
超聲波傳感器的頻率主要有2種,分別是25KHz和40KHz;超聲波是一種頻率大于20KHz的音波。發射式的傳感器本身發射超聲波,再接受反饋的超聲波;接收式的傳感器本身不發射超聲波,是通過傳感器接收超聲波,將其轉換成電信號,進行測量。
智能家庭安防系統由三部分組成,其中,家庭無線傳感器網絡、互聯網、監控終端依次對應物聯網的感知層、網絡層、應用層。家庭無線傳感器網絡由設置于家庭內部的各種安防傳感器、家庭智能網關組成。
安防傳感器一般包括監控攝像機、燃氣傳感器、人體感應器、振動傳感器、以及報警按鈕等,它們均作為無線傳感網絡的一個節點,利用藍牙、wifi、zigbee等無線通訊技術接入。大量的傳感器構建成的這個密布且無形的網絡,保障了家庭的安全。