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發布時間:2020-07-29 17:45  










超聲波作用于物體后,能使物體產生振動,振動幅度及強度取決于超聲波的頻率、發聲源的功率,這兩項指標在現代電聲學方面均能控制。故超聲波在現代工業中得到了廣泛的應用。尤其在超聲波清洗方面,應用更加廣泛。
在超聲波清洗中,超聲頻率及強度的變化決定了對被清洗物體基體的沖擊強度。頻率越高,對基體的表面清洗強度越高。頻率越低,對基體的深度沖擊越大。
噪音
雖然多數超聲波傳感器的工作頻率為40-45Khz,遠遠高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環境也會產生類似頻率的噪音。KP:平面機電耦合系數反映薄圓片沿厚度方向極化和電激勵,作徑向伸縮振動時機電耦合效應的參數。比如,電機在轉動過程會產生一定的高頻,輪子在比較硬的地面上的摩擦所產生的高頻噪音,機器人本身的抖動,甚至當有多個機器人的時候,其它機器人超聲波傳感器發出的聲波,這些都會引起傳感器接收到錯誤的信號。
這個問題可以通過對發射的超聲波進行編碼來解決,比如發射一組長短不同的音波,只有當探測頭檢測到相同組合的音波的時候,才進行距離計算。這樣可以有效的避免由于環境噪音所引起的誤讀。
系統采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發射傳感器發出超聲波脈沖,傳到液面經反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間,根據媒質中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。壓電復合材料一般是由壓電陶瓷和高分子聚合物{或其它材料}復合而成的。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,以提高測量精度。計算公式為:
V=331.5 0.607T (1)
式中:V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環境溫度。
S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)
式中:S為被測距離;t為發射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發射時刻。從晶體結構來看,鐵電陶瓷的晶體的主晶相具有鈣鈦礦結構,鎢青銅結構,鉍層狀結構和焦綠石結構等。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,根據以上公式,用軟件編程即可得到被測距離S。由于本系統的MCU選用了具有SOC特點的混合信號處理器,其內部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現對傳感器的溫度補償。