众文网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。
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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——。
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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。
4.基于61单片机的超声波测距毕业论文
[自动化]基于SPCE061A超声波测距仪设计
【摘要】超声波测距技术在当今社会生活中已有很广泛的应用，本论文在了解超声波测距原理的基础上，完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的软硬件设计，其中的控制芯片是采用凌阳公司开发的SPCE061A系列单片机。论文着重介绍了SPCE061A与超声波测距模块组成的超声波测距系统的组成原理以及应用，另外也介绍了LED显示等模组的应用。该系统可广泛应用于小距离测距、机器人检测、车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案。最后实际使用表明能实现基本测量。
【关键词】SPCE061A 超声波 距离测量
目 录
一、引言 4
二、凌阳SPCE061A简介 5
2.1总述 5
2.2性能 5
2.3结构概览 6
2.4 61板卡说明 7
三、系统分析与设计 9
3.1超声波测距基本原理 9
3.2系统总体方案介绍 10
四、硬件电路设计 11
4.1 超声波发射模块 11
4.2 超声波接受模块 11
4.3键盘模块 12
4.4 LED显示模块 12
4.5 超声波测距系统工作过程 14
五、以SPCE061A为核心的软件设计 15
5.1 总体设计 15
5.2 测距算法 16
5.3系统调试 18
六、系统的测试与结果分析 21
6.1 系统误差分析 21
6.2 系统测试 21
七、结束语 22
八、参考文献 23
九、致谢 24
十、附录（源程序）25
5.<智能超声波液位计的设计>
SQ2000型超声波液位仪包含多项自研的专利技术，拥有全新的信号处理技术，广泛适用于石油、化工、水处理、水利、食品、粮食等行业的物位测量，具有安全、清洁、精度高、寿命长、稳定可靠、安装维护方便、读数简捷等特点。
产 品 组 成 （1） SQ2000标准型超声波液位计由RHS1系列超声波换能器（内置数字温度传感器）、RHD系列现场变送器组成，一体化设计。它可以单独完成液位的监测与控制，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。
并可选配上、下限两点继电器控制输出。 （2）SQ2000F防腐型超声波液位计由RHS2系列聚四氟乙稀超声波换能器（内置数字温度传感器）、RHD系列现场变送器组成，一体式化设计。
它可以单独完成防腐场所液位的监测与控制，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。并可选配上、下限两点继电器控制输出。
（3） TG21防爆型超声波液位计由RHS3系列超声波换能器（内置数字温度传感器）、RHDT系列现场变送器组成，一体化设计。本安型Exd(ia)II BT4，它可以单独完成防爆场所液位的监测与控制，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。
并可选配上、下限两点继电器控制输出。 （4）SQ3000型分体式超声波液由RHS1系列超声波换能器（内置数字温度传感器）、EHD系列现场变送器及主机组成，采用分体式设计。
大屏LCD显示，它可以单独完成液位的监测与控制，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。并可选配上、下限四点继电器控制输出。
（5）SQ4000型超声波液位差计由2台RHS1系列超声波换能器（内置数字温度传感器）、EHD系列现场变送器及主机组成，采用分体式设计。大屏LCD显示，它可以单独完成高液位、低液位、液位差的监测与控制，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。
并带有上限、上上限、下限、下下限四点继电器控制输出。 超声波换能器 超声波换能器是超声波液位仪的视觉神经系统。
超声波换能器的技术指标决定了超声波液位仪的性能。衡量超声波换能器的主要技术指标有：盲区、方向角、灵敏度等。
所有的超声波换能器在起振时都会发生的拖尾现象，其结果是：在换能器的近端会出现一个无法接收回波的区域，这便叫做盲区。 传统的超声波测位仪盲区大，且在盲区附近的测量仍受“拖尾现象”的影响，测量精度不高。
SQ2000型超声波液位仪采用RHS系列微能量超声波换能器，它是以微能量、非接触式、连续测量物位的换能器。具有如下特点： 发射功率小、能量微弱，灵敏度高、方向角小； 可精确完成不同环境下非接触式连续测量； 小盲区，高精度，且在盲区附近仍能保证精度； 收发一体化，能准确地接收微弱回波信号，保证测量的准确性和可靠性； 安全可靠、防潮、防腐蚀，适用于不同的场合，不受天气等因素的影响； 同时，RHS系列超声波换能器配合本公司的Telesonic专利的声波智能技术和微能量、数字滤波技术保证了小盲区、大量程、本质安全、高精度等特点。
本公司可以根据用户不同的需要，选择相应的传感器以适用于各种场合。 现场变送器 RHD系列现场变送器，内置Telesonic专利的声波智能技术、微能量技术、数字滤波技术、以及温度补偿技术，从而有力的保障了HD2000型超声波液位仪的精确物位测量。
Telesonic专利的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特殊步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。 Telesonic专利的声波智能技术能避开各种声波干扰，自动滤除各种多次回波、伪回波、工业噪声，即使微弱的真实的回波信号淹没在强噪声中以及存在容器障碍物回波、侧壁回波和多次回波等虚假回波条件下，声波智能技术也能在接收回波信号的过程中直接把真实的回波信号提取出来。
因而保证了测量的可靠性，精度也更高。 RHD系列现场变送器具有以下特点： ◆ 自动识别真伪回波； ◆ 自动判定测量条件； ◆ 自动温度补偿； ◆ 极高的测量精度； ◆ 可以信赖的高可靠性； ◆ 采用隔离电源；变送器的所有进出线都具有防雷保护装置； 主 要 技 术 参 数 一体化标准型 型 号： SQ2000一体化超声波液位计 测量范围： 0~3、4、5、7、10、12、15、20m 盲 区： 0.35m~0.6m 测量精度： ±3mm或3~5‰，取其大者 重复精度： 1‰ 分辨 率： 1mm 频 率： 40KHz / 24KHz 方向 角： 6°/ 8°（全角） 压 力： 5个大气压以下 显 示： 自带LCD显示液位高度 输 出： 4~20mA、RS485协议、上下限 开关容量： 220V,50mA 应用场合： 普通环境 供电电压： DC24V 100mA 环境温度： -20℃ ~ +60℃ 外壳材质： ABS工程塑料 安装螺纹： M66*2 防护等级： IP65。
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