超声波传感器测距的工作原理

发布日期：2022-04-08 作者：新威电子点击：

在日常生产生活中，超声波传感器测距主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等，需要自动进行非接触测距的场合。目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统，一种是基于CPLD的超声波测距系统。

原理：将超声波信号转换成其他能量信号的传感器。超声波是指频率大于20kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波传感器测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。方法有往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。

超声波传感器

其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。一般超声波探伤仪的使用步骤都是先根据工件的尺寸，形式，用标准试块进行超声波探头校准、曲线制作，然后再进行现场超声波探伤。

使用前校准超声波探伤仪探头，通过调整探伤灵敏度，使DAC曲线完整显示在屏幕上，然后开始探伤。探伤时一般是使探头垂直焊口走向并沿焊口走向做锯齿型扫查，探头沿焊口走向(前后)移动的距离：0～100mm。在超声检查过程中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声的成像效果。常用的超声探头包括相控阵探头、凸阵探头及线阵探头。

使用超声探头时，还有一个非常重要的一点，那就是，无论扫查哪个位置，操作者都要有一个支点于患者皮肤上，以确保出现好的图像时，不会轻易划走。使超声波探头与皮肤接触的更加紧密，而使超声波有效通过，获得较好的图像。对应的技术，目前有弹性成像，可通过间歇性规律Press探头，了解肿块的软硬度。