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超声波距离传感器技术原理

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。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标包括：

（1）工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量大，灵敏度也高。

（2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。

（3）灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。

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。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。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shou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shou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辐射；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，作为传感器接手器的输出，从而对发送的超声波进行检测。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。

各种高科技产品应运而生，传感器成为智能工业不可缺少的关键元器件.经过几年的发展，我国传感器产业格局逐步形成。加之今年“环保热”的不断升温。表示，没有传感器，智能工业、物联网将会是无稽之谈，智能制造等实体经济也是泡沫般存在。

随着2017年地方两会的落幕，大气污染防治、水环境治理、土壤治理在地方政府工作报告中实现了全覆盖。当从超声波发射传感器输入频率为40KHz的脉冲电信号时，压电晶体会因变形而产生振动，振动频率在20KHz以上，由此形成了超声波。治霾、落实河长制、对环境wei法行为“零容忍”等，成为两会期间的高频词。加之近年来也相继出台了“气十条”、“水十条”和“土十条”等环境保护措施。毋庸置疑，环境保护已成为重要民生问题，经济发展与环境保护相得益彰，才能走可持续发展之路。

为获取数据，在2013年，就有国家提出“万亿传感器革命”的口号，旨在推动社会基础设施和公共服务中每年使用1万亿个传感器，预计在2030年后将100万亿传感器嵌入到各种场所，可以预见，在不久的将来，我们身边将到处布满传感器，再把大量传感器采集的数据与开放数据等组合，依托人工智能等技术进行大数据分析，就会产生价值更高的数据。统计，截至2015年底，我国从事传感器生产和研发的企、事业单位共1700余家，从事MEMS研制、生产的企业有170余家，其中中小型企业占比约94%。

多年以来，传感器市场规模也是呈现快速增长态势，随着物联网的兴起，传感器产业迎来了巨大的发展契机，以及随着从事传感器技术研发的机构和投入不断增多，传感器技术也取得了突飞猛进的发展。