超声波换能器工作原理.doc

2 、超声波换能器的工作原理(1) 超声波换能器: 一种能把高频电能转化为机械能的一种装置, 一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式。电源输出到超声波发生器, 再到超声波换能器, 一般还要经过超声波导出、接收装置就可以产生超声波了。(2) 超声波换能器的组成: 包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆, 其特征在于它还包括阵列接收器, 它由引出电缆、换能器、金属圆环、橡胶垫圈组成。(3) 超声波换能器的原理与作用: 超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷, 由材料的压电效应将电信号转换为机械振动. 超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,面它自身消耗很少的一部分功率。超声波换能器的种类: 可分为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等等。 40kHZ 超声波发射/ 接收电路综述 40kHZ 超声波发射电路(1) 40kHZ 超声波发射电路之一,由 F1~F3 三门振荡器在 F3 的输出为 40kHZ 方波,工作频率主要由 C1、 R1和 RP 决定,用 RP 可调电阻来调节频率。 F3 的输出激励换能器 T40-1 6 的一端和反向器 F4, F4 输出激励换能器 T40-16 的另一端,因此,加入 F4 使激励电压提高了一倍。电容 C3、 C2 平衡 F3和 F4 的输出,使波形稳定。电路中反向器 F1~F4 406 9 六反向器中的四个反向器, 剩余两个不用( 输入端应接地)。电源用 9V 叠层电池。测量 F3 输出频率应为 40kHZ ± 2kHZ ,否则应调节 RP 。发射超声波信号大于 8m。 40kHZ 超声波发射电路(2) 40kHZ 超声波发射电路之二,电路中晶体管 VT1 、 VT2 组成强反馈稳频振荡器,振荡频率等于超声波换能器 T40-16 的共振频率。 T40-16 是反馈耦合元件, 对于电路来说又是输出换能器。 T40-16 两端的振荡波形近似于方波, 电压振幅接近电源电压。S 是电源开关, 按一下S, 便能驱动 T40-16 发射出一串 40kHZ 超声波信号。电路工作电压 9V, 工作电流约 25mA 。发射超声波信号大于 8m 。电路不需调试即可工作。 40kHZ 超声波发射电路(3) 40kHZ 超声波发射电路之三,由 VT1 、 VT2 组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的 T40-16 ,其谐振频率为 40kHZ ± 2kHZ 。频率稳定性好,不需作任何调整,并由 T40-16 作为换能器发出 40kHZ 的超声波信号。电感 L1 与电容 C2 调谐在 40kHZ 起作谐振作用。本电路适应电压较宽( 3~12V ),且频率不变。电感采用固定式,电感量 。整机工作电流约 25mA 。发射超声波信号大于 8m。 40kHZ 超声波发射电路(4) 40kHZ 超声波发射电路之四,4011 完成振荡及驱动功能,通过超声换能器 T40-16 辐射出超声波去控制接收机。其中门 YF1 与门 YF2 组成可控振荡器,当 S 按下时,振荡器起振,调整 RP 改变振荡频率,应为 40kHZ 。振荡信号分别控制由 YF4 、 YF3 组成的差相驱动器工作,当 YF3 输出高电平时, YF4 一定输出低电平; YF3 输出低电平时,