1.给我一篇关于超声波的论文
摘要]本文主要介绍了超声波的特点,超声波传感器的原理与应用等多个方面。
文中阐述了超声波与可听声波的区别,超声波传感器在医疗,工业生产,液位测量,测距系统等多个领域中得到了广泛的应用。因超声波具有的独特的特性,使得超声波传感器越来越在生产生活中体现了其重要性,具有一定的研究价值。
[关键词]超声波 传感器 疾病诊断 测距系统 液位测量 一、超声波传感器概述 1.超声波 声波是物体机械振动状态的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的声波,其每秒的振动次数很高,超出了人耳听觉的上限,人们将这种听不见的声波叫做超声波。
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。
超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。
功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。
由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。
这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。
这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。 超声波的特点:(1)超声波在传播时,方向性强,能量易于集中;(2)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离;(3)超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息(诊断或对传声媒质产生效应)。
2.超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。
超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。
压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送,也能作接收。
超声波传感器由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中幅射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超进行检测。
控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。二、超声波传感器的应用 1.超声波距离传感器技术的应用 超声波传感器包括三个部分:超声换能器、处理单元和输出级。
首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以2,即为反射超声波的物体距离。
把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 2.超声波传感器在医学上的应用 超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。 3.超声波传感器在测量液位的应用 超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。
超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测。
2.急求一篇关于超声波传感器的毕业论文
去幸福校园网站看看,那的论文很多随着科学技术的快2113速发展,超声波将在传感器中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的传感技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而5261又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求,如声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度的被动测距声纳,以满足水中武4102器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳,实1653现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的潜艇声纳,特别是解决浅海水中目标识别问题;大力降低潜艇自噪声,改善潜艇声纳的工作环境。
无庸置疑,未来的超声波传感器版将与自动化智能化接轨,与其他的传感器集成和融合,形成多传感器。随着传感器的技术进步,传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。
在新的世纪里,面貌一新的传权感器将发挥更大的作用。
3.急求一篇关于超声波传感器的毕业论文
超声应用主要有以下几方面: 1.超声检验。
超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。
把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。
超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。
用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
2.超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。
通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 。
但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。
特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——。
4.人耳听不见的声音论文
很多时候我们是听不到"声音"的。
人耳听不见的声音有:次声波和超声波,两者特性完全不一样。 频率小于20Hz的声波叫做次声波。
次声波会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。一定强度的次声波,能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
有人论为,晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。住在十几层高的楼房里的人,遇到大风天气,往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。
更强的次声波还能使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。 从20世纪50年代起,核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用,使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展,次声的应用也逐渐受到人们的注意.其实,次声的应用前景十分广阔,大致有以下几个方面: 1.研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件.例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,因此,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报.利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害. 2.通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律.如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等. 3.通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性,可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况.例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常. 4.次声在军事上的应用,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器,次声武器——般只伤害人员,不会造成环境污染 频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。
超声波具有如下特性: 1.超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2.超声波可传递很强的能量。
3.超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4.超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石等。
在医学,军事、工业、农业上有很多的应用。 。
5.求一篇关于声音的物理论文,五百字就可以
题目:人耳听不见的“声音”
很多时候我们是听不到"声音"的.
人耳听不见的声音有:次声波和超声波,两者特性完全不一样。
频率小于20Hz的声波叫做次声波。次声波会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。一定强度的次声波,能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。有人论为,晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。住在十几层高的楼房里的人,遇到大风天气,往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。更强的次声波还能使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。
从20世纪50年代起,核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用,使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展,次声的应用也逐渐受到人们的注意.其实,次声的应用前景十分广阔,大致有以下几个方面:
1.研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件.例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,因此,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报.利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害.
2.通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律.如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等.
3.通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性,可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况.例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常.
4.次声在军事上的应用,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器,次声武器——般只伤害人员,不会造成环境污染
频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波具有如下特性:
1.超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2.超声波可传递很强的能量。
3.超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4.超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石等。在医学,军事、工业、农业上有很多的应用。
如果需要高深的,可追问我。
6.超声波测距仪论文
想要更好的文章就先把悬赏分设高点嘛~~~不然哪有像我这样的好心人呢。
超声 波 测 距 系 统Ul tFaSOgiC DiStance Meter System史晓华杜新培Shi Xiaohua Du Xinpei(天津工业入学计算机与自动化学院,天津300 1 60)(School of Computer Technology and Automatiaon,Tianjin Ploytechnic University,Tianjin 300160)摘要:本文介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声测距系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用反射超声波测量待测距离,并且描述了系统研制的理论基础。
文章概述了超声检测的发展及基本原理,介绍超声传感器的原理及特性,并且在介绍超声测距系统的基础上.提出了系统的总体构成。~关键词:超声波;单片机中图分类号:TP31 1 文献标识码:A 文章编号:1671—4792一(2008)5—0036—03Abstract:The thesis introduces a kind of pulse-reflection ultrasonic distance meter system based on microcontroller. 2"he system could measure certain distance with the reflected wave on condition in which the speedof transmitting wave is fixed. 1t generallY specifies the theoretical foundation of the system.This papersummarizes the deve1opment and fundamental principle of U1trasonic detection. Then it presents the theory andcharacters of ultrasonic sensor.Moreover, i t proposes the whole structure of the system by i ntroduc ing thefunction of ultrasonic distance meter.Kevwords:U1trasoniC Wave;MCU0 引言 为:检测从超声波发射器发出的超声波(假设传播介质为气目前各种超声波仪器和装置己经广泛地应用在工业、通 体),经气体介质的传播到接收器的时间即往返时间。
往返信、医疗等许多行业中。超声检测技术的基本原理是利用某 时间与气体介质中的声速相乘,就是声波传输的距离。
而所种待测的非声量(如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、测距离是声波传输距离的一半,即:温度、流量、液位、厚度、缺陷等)之间存在着的直接或间L=L。v*t (1)接的关系,在确定了这些关系之后就可通过测定这些超声物 在上式中,L为待测距离,v为超声波的声速,t为往返理量来测出待测的非声量。
正是在这种工作原理下,我们可 时 。若要求测距误差小于o.1m,已知声速v=344m/s(201C以充分地利用超声波的各种特性来研制超声波传感器,配合 时),显然,直接用秒表测时间是不现实的。
不同的信号处理与显示电路完成许多待测量的检测工作。 因此,实现超声波测距必须避开直接测量时间的方法,测距是立足于声速在既定的均匀媒介传播速度有一恒定 才能获得实用的测长精度。
对超声波传播时间的测量可以归数值,不随声波频率变化的特点。超声波测距的关键是把声 结到对超声波回波前沿的检测。
检测脉冲计数法:脉冲检测源由反射到返回的传播时间计量出来,若要求测距误差小于 法是对有回波信号经检测电路产生的脉冲进行检测的方法。0.01米,那么测量H寸间的误差必须小于30微秒。
因此,实 本文采用的是脉冲检测计数法。这种方法实现起来较包络检现声波测距须避开直接测量日、『间的方法,才能获得实用的测 测方便,电路实现简单,精度也较高。
实现的方法是当回波长精度。 信号经放大处理后,进入比较器,调整好合适的阈值在比较1 超声测距原理 器的输出端就会产生40kHz的方波。
利用查询或者中断的方本文的硬件设计采用超声波往返时 检测法, 其原理 法便可以检测出这些脉冲,便于测量出发射到接收到脉冲的5Q维普资讯 时间。2 超声测距系统的总体方案发射电压从理论上说是越高越好,因为对同一只发射传感器而言,电压越高,发射的超声功率就越大,这样能够在接收传感器上接收的回波功率就比较大,对于接收电路的设计就相对简单一些。
但是,每一只实际的发射传感器有其工作电压的极限值,即当工作电压超过了这个极限值之后,会对传感器的内部电路造成不可恢复的损害。发射部分的点脉冲电压很高,但是由障碍物回波引起的压电晶片产生的射频电压不过几十毫伏,要对这样小的信号进行处理就必须放大到一定的幅度。
最终达到对回波进行放大检测,产生一个单片机能够识别的中断信号作为回波到达的标志。图一超声测距硬件结构图3 超声测距系统的硬件3.1发射电路(1)发射波形发射部分用单片机控制产生40KIlz的方波,然后加以驱动。
如图二所示波形是PWM波形经过三极管放大后发生轻微变化,之后送至发射传感器发射的信号波形, 理论上说该信号是稳定无变化的。为使传感器充分震荡,发射脉宽不可以过小,一般来说我们选择40KIlz的方波信号,但是实际情况是我们可以得到频率为39KIIz到40KHz之间的信号。
, r ,图二三极管放大后的信号波形(2)发射电压传感器发射电压大小主要取决于发射信号损失及接收机6Q的灵敏度,综合各种损耗的因素,包括往返传播损失、声波传输损失、声波反射损失、环境噪声损失等。在发射端电源处极其容易产生干扰,可以选择适当大d,fl-'J电容进行滤波。
设计的发射电路如图三所示。图三超声波发射电路3.2接收放大部分接收放大单元的作用。
7.毕业论文怎么写
噪声污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。声音由物体振动引起,以波的形式在一定的介质(如固体、液体、气体)中进行传播。我们通常听到的声音为空气声。一般情况下,人耳可听到的声波频率为20~20,000Hz,称为可听声;低于20Hz,称为次声;高于20,000Hz,称为超声。我们所听到声音的音调的高低取决于声波的频率,高频声听起来尖锐,而低频声给人的感觉较为沉闷。声音的大小是由声音的强弱决定的。从物理学的观点来看,噪声是由各种不同频率、不同强度的声音杂乱、无规律的组合而成;乐音则是和谐的声音。
判断一个声音是否属于噪声,仅从物理学角度判断是不够的,主观上的因素往往起着决定性的作用。例如,美妙的音乐对正在欣赏音乐的人来说是乐音,但对于正在学习、休息或集中精力思考问题的人可能是一种噪声。即使同一种声音,当人处于不同状态、不同心情时,对声音也会产生不同的主观判断,此时声音可能成为噪声或乐音。因此,从生理学观点来看,凡是干扰人们休息、学习和工作的声音,即不需要的声音,统称为噪声。当噪声对人及周围环境造成不良影响时,就形成噪声污染。
噪声污染按声源的机械特点可分为:气体扰动产生的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。
噪声的危害主要表现在:干扰睡眠、损伤听力、影响人体生理以及儿童和胎儿的发育。
实验表明,噪声会引起人体紧张的反应刺激肾上素的分泌,从而引起心率改变和血压升 高,故有人认为生活中的噪声是心脏病恶化和发病率增加的一个重要原因;有关研究指出, 噪声会使人 的唾液、胃液分泌减少胃酸降低,从而易患溃疡和十二指肠溃疡,某些吵闹 的工业企业溃疡症的发病率比安静环境的高5倍;噪声对人的内分泌机能产生影响。
此外噪声还对动物和建筑物造成损害。如强噪声会使鸟类羽毛脱落,不下蛋,甚 至内出血,最终死亡。五十年代曾有报道一架高速 飞行的飞机,作六十米低空飞行时,噪声使地面一幢楼房遭破坏。?
噪声的来源大致可以分成以下几类:?
(1)交通噪声。来自各种交通工具如汽车、火车、飞机等,随着城市车辆的增加,城市交通 噪声也将越来越严重。在我国城市目前的交通噪声中,最严重的是鸣喇叭。?
(2)工厂噪声。工厂噪声不仅直接危害生产工人,对附近居民的影响也很大。工业噪声中, 一般电子工业和轻工业的噪声在90分贝以下,纺织厂噪声在90至100分贝之间,机械工业在8 0至120分贝之间,工业噪声是造成职业性耳聋的主要原因。?
(3)施工噪声。在房屋修建和道路施工期间,各种建筑机械和运输车辆都产生噪声,对周围 居民干扰很大。?
(4)社会噪声。社会活动和家庭生活噪声也普遍存在,如娱乐场所、车站、菜市场、学校等 噪声。家庭中有音响、电视等。? 噪声污染的特点
声音使人感到比较吵时,就认为是噪声污染。噪声污染的特点:一是影响面广;二是它不同与水污染、大气污染与土壤污染,在环境中不会产生累积,当声源停止发声时,噪声污染立刻消失。
噪声污染的防治
1、控制噪声源
2、采用消声装置
3、采用隔音装置
4、绿化造林
噪声的传播一般分为三个阶段:噪声源、传播途径、接受者。传播途径包括反射、衍射等形 式的声波行进过程。控制噪声的原理,就是在噪声到达耳膜之前采取阻声、隔振、吸声、消 声器、个人防护和建筑布局等七大措施。 尽力减弱或降低声源的振动,或将传播中的声能 吸收掉;或设置障碍使声音全部或部分反射出去减弱噪声对耳膜的作用,从而达到控 制噪声的目的。 围绕以上要点进行论述和总结就行了!