知识点18：超声波传感器
◆超声波传感器：将超声波信号转换成可用输出电信号的传感器。它是利用超声波在产生、传播、接收时的相关物理特性进行工作的，广泛应用于冶金、船舶、机械等领域。
超声波：
频率在 16 ～ 20 000 Hz 之间，能为人耳所闻的机械波称为声波；
频率低于 16 Hz 的机械波称为次声波；
频率高于20000Hz的机械波称为超声波；
1.超声波的波形：根据质点振动方向与波在介质中传播方向的不同，可分为纵波、横波、表面波。
超声波传感器的结构与工作原理：
产生超声波的器件称为超声波发生器（超声波发射探头）
1.按产生超声波方法的不同，可分为压电式超声波发生器、磁致伸缩式超声波发生器等类型
1.1压电式超声波发生器：利用逆压电效应（电致伸缩效应），将高频电振动转换为高频机械振动，从而产生超声波。能够产生几万赫兹到几十兆赫兹的高频超声波，声强可以达到每平方厘米几十瓦。
1.2磁致伸缩式超声波发生器：把铁磁材料置于交变磁场中，使它产生机械尺寸的交替变化，即机械振动，从而产生超声波。只能工作在几万赫兹的频率范围以内，功率可达 10 kW ，能够耐受较高的温度。
接收超声波的器件称为超声波接收器（超声波接收探头）
1.压电式超声波接收器：当超声波作用到压电晶片上时，引起压电晶片伸缩，在晶片的两个表面上便产生相反的电荷，这些电荷被转换为电压，经放大处理后送到测量电路，最后记录或显示出来。
2.磁致伸缩式超声波接收器：当超声波作用在磁致伸缩材料上时，会引起材料伸缩，从而导致它的内部磁场发生改变。根据电磁感应原理，磁致伸缩材料上所绕的线圈中便会产生感应电压。感应电压被传输到测量电路，最后被记录或显示出来。
超声波传感器的应用
1.使用超声波传感器测量厚度
2.使用超声波传感器测量物位
3.超声波清洗装置：利用液体中微小气泡破裂所产生的冲击波来实现清洗和冲刷物体内外表面的。超声波清洗装置多用于半导体、机械、玻璃、医疗仪器等领域。