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检测与传感第十章
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不同的结深区域对不同波长的光具有不同的灵敏度来识别入射光的波长(颜色)的。
Step1:对该色敏器件进行标定
Step2:根据标定的曲线,实测出某一单色光时的短路电流比值,即可确定该单色光的波长。
气敏传感器——实用酒精测试仪
湿敏传感器——直读式湿度计
色敏传感器——彩色信号处理电路
上节内容复****br/>声波的频率范围
(16~2×104Hz)次声波、超声波
第10章超声波传感器
:纵波、横波、表面波
(横波声速为纵波的一半,
表面波声速为横波声速的90%)
(超声波在两种特性阻抗差别较大的界面时,将发生全反射)
:
声压、声强
:
扩散衰减、散射衰减、吸收衰减
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(结构)
第10章超声波传感器
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利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置。(超声波换能器、探测器)
按工作原理
压电式
磁致伸缩式
电磁式
按结构
分为单晶直探头、双晶直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、空气传导探头以及其他专用探头等。
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压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷,它是利用压电材料的压电效应来工作的。
超声波探头中的压电陶瓷芯片
正压电效应是将超声振动波转换成电信号,可作为接收探头;
逆压电效应将高频电信号转换成高频机械振动,从而产生超声波,可作为发射探头
(1)压电式
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超声波探头结构如图所示,它主要由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保护膜、引线等组成。
压电式超声波传感器结构
保护膜的作用:是为了避免传感器与被测件直接接触而磨损压电晶片;可用三氧化二铝(钢玉)、碳化硼等硬度很高的耐磨材料制作。
阻尼块的作用:是降低晶片的机械品质,吸收超声波的能量。(如果没有阻尼块,当激励的电脉冲信号停止时,晶片将会继续振荡,加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变差);阻尼吸收块用钨粉、环氧树脂等浇注。
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磁致伸缩波导丝,作为磁致伸缩传感器中的核心部件,其饱和磁化强度较高,力学性能好,具有应变值高、电(磁)-----机械波转换能力强的优点,能将微小的磁场向量变化转变为机械波,在液位测量中起着关键的作用。理论上,可对材料居里点100℃以下范围内的液体液位进行精确测量。
(2)磁致伸缩式
【注】主要用于液位的测量(磁致伸缩液位计)
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扭转波脉冲
(机械波)
工作时,传感器电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流,该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。磁致伸缩液位计测杆外配有一浮子,此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动,在浮子内部有一组永久磁环。
当脉冲电流磁场与浮子磁环产生的磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变,从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲,这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置,即液面的位置。
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应用领域主要有:工业现场液位测量与控制,油罐药罐液位测量,食品饮料液罐控制,大坝水位监控,饮用水和污水处理等。
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