超聲波液位傳感器原理

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。

超聲波傳感器主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）等。超聲傳感器的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個傳感器的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。

（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。

（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產生失效。醫(yī)療用的超聲傳感器的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。

（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

如超聲波傳感器，一個復合式振動器被靈活地固定在底座上。該復合式振動器是諧振器以及，由一個金屬片和一個壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動器的一個結合體。諧振器呈喇叭形，目的是能有效地輻射由于振動而產生的超聲波，并且可以有效地使超聲波聚集在振動器的中央部位。

室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內側。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進行覆蓋。對應用于工業(yè)機器人的超聲波傳感器而言，要求其精確度要達到1mm，并且具有較強的超聲波輻射。

超聲波液位傳感器還有以下特點：

超聲波液位傳感器的量程為1.25米

超聲波液位傳感器DL10 輸出4~20mA

超聲波液位傳感器DX10 輸出0-5V電壓信號

超聲波液位傳感器探頭材質PVDF,耐酸堿腐蝕

窄聲束角0度，支持靜管技術

WebCal軟件標定，防護等級IP67

超聲波液位傳感器參數(shù)如下：

量程： 1.25m精度： 3mm分辨率： 0.5mm聲束寬度： 5cm死區(qū): 5cm供電電壓： 24vdc(環(huán)路)溫度補償： 全量程自動環(huán)繞阻抗： 400ohms@24vdc信號輸出： DX10:0-5V,0-10V, DL10:4~20mA標定： WebCal PC 軟件，USB標定失效診斷： 4 mA,20 mA,21 mA,22mA，或者保持當時數(shù)據(jù)過程溫度： －20℃ to 60℃壓力： 大氣壓防護等級： NEMA 4X (IP65)外殼材料： PC/ABS FR探頭材料： PVDF過程連接： 1"NPT(1"G)螺紋電纜長度： 1.2米電纜材料： PVC延時： 可選類別： 普通認證： CE