超聲波傳感器的工作原理？

超聲波指的是高于人類聽力范圍（>20 kHz）的信號。其工作原理是超聲波傳感器是通過送波器將超聲波（振蕩頻率大于20KHz以上的聲波）向對象物發送，受波器接收這種反射波，從接收反射波的有無、多少或從發送超聲波到接收反射波所需的時間與超聲波聲速的關系，來檢測對象物的有無或傳感器與對象物之間的距離。超聲波傳感器又可分為一下幾類：工業超聲波傳感器通過空氣測量，傳輸頻率通常為30 KHz - 500 KHz。隨著超聲頻率的增加，衰減率增大。因此，低頻傳感器（30–80kHz）對長距離更有效，而高頻傳感器則對短距離更有效。高頻傳感器（80–500 kHz）也可減少振鈴衰減，從而擁有更短的小檢測范圍。

用于檢測目的的大多數超聲波傳感器，例如用于無損測試（NDT）的傳感器，在更高的頻率下傳輸，通常在1 MHz到10 MHz之間。用于醫學超聲應用的超聲傳感器也在更高頻率下傳輸，通常在1 MHz–20 MHz范圍內用于成像目的，低于2 MHz用于治療目的。

工業超聲波傳感器通過空氣在30 KHz ~300 KHz的范圍內傳輸，被用于任何非接觸式距離測量的地方。這種類型的超聲波傳感器（有時稱為超聲換能器）通過向目標發送超過人類聽覺范圍（超聲波）的聲音脈沖，然后測量聲音回波返回所需的時間，來測量到目標物體的距離或目標物體的存在。在已知聲速的情況下，傳感器會確定目標的距離，并相應地設置其輸出。如果溫度發生變化或波動，一些超聲波傳感器可以自動應用偏移縮放以進行溫度補償。應用分為三大類：

液位

儲罐液位?–?開式和閉式儲罐中的液體和固體

水監測?–?節約、效率和安全管理

水管理–?溪流、運河、渠道和池塘的水位

液體流量–?測量水槽、堰和渠道中的液體高度，以計算水和洗脫液的體積流量

洪水&海嘯警報–?溪流和水體的水位，以警告社區

燃料監控–?燃料清點，使用，盜竊

距離測量?&尺寸

輥徑–?紙張、薄膜或箔，以確定紙卷張力，卷上的數量

回路控制–?當物料從一臺機器移動到另一臺機器時，測量物料的自由回路，以防止破損

高度&尺寸–?例如盒子容器等物件

定位反饋 –?可在閉環系統中使用物體定位來保持或控制位置。

物體檢測或距離檢測

物體檢測可用于安全、計數、清點或機器人避障。可檢測到信息亭的人，或確定此人是否正在接近或離開。可以在整個傳感器范圍內監控，或在用戶定義的距離范圍內限定該目標。

用于物體或材料的檢測，存在與否、避障等遠距離應用。例如：MaxBotix 超聲波避障傳感器 - MB1043、MaxBotix 行人檢測超聲波傳感器 - MB1010、MaxBotix 高性能超聲波接近傳感器 - MB1444。

工業超聲波傳感器大小目標皆可檢測，包括液體、固體和顆粒材料。目標的尺寸、形狀和方向都會影響它可檢測到目標的zui大距離，但傳感器并不受顏色、反射率、透明度或不透明性等光學特性的影響。

如何使用超聲波傳感器？

想要知道罐內有多少柴油，橋下水位有多高或雞飼料是否足量以養活小雞？想要確保農作物的水灌溉是否足量，監控小偷或水流溢出儲罐？是否要啟動泵以重新填滿水槽，或在液位達到某一點時啟動發動機，或引發警報？例如美國SENIX 超聲波液位傳感器 - ToughSonic-30和美國SENIX ToughSonic-50 超聲波液位傳感器 - TSPC-21S/21SRM/25P等等。超聲波傳感器甚至可用于這些甚至更多的應用。

超聲波傳感器大小目標皆可檢測，包括液體、固體和顆粒材料。它被用于包括發動機驅動和其他電氣及電化學控制的電氣噪音機械。非接觸性超聲波傳感器在腐蝕性、結垢、涂層或臟污的物料可能負面影響接觸式傳感器的性能和維護成本的挑戰性環境中有著明顯優勢。非接觸式超聲波傳感器也可用于無法被測量設備接觸腐蝕的測量物料。例如：美國SENIX 抗腐蝕液位傳感器 - ToughSonic CHEM 10。

溫度可影響工業超聲波傳感器，但可使用合適的傳感器來進行補償。濕度變化通常不是一個較大的因素（0.036% / 10% RH變化）。標準大氣壓力變化或容器內較小的壓力變化也不會影響超聲波傳感器的工作。

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