《超声波探测实验》课件

超声波探测实验测进测检测术超声波探是一种利用超声波原理行量和的技验将传来测数实使用超声波感器和接收器量距离、速度、厚度等参实验目标了解超声波探测原理掌握超声波探测技术探索超声波的应用场景习传进测过验产传领应学如何使用超声波感器行距离量和通实了解超声波的生、播、反射和了解超声波在医学、工业、交通等域的识别物体折射等特性用实验原理超声波传播特性频质传时超声波是指率高于20kHz的声超声波在介中播，会发生现波，人耳无法听到反射、折射、衍射和干涉等象应用军领应超声波在医学、工业、事等域有着广泛的用实验步骤准备超声波探测仪1测状态确保超声波探仪已校准并处于良好工作，并准备连线好所需探头和接选择合适的探测目标2验选择测标根据实需求合适的探目，例如金属板、塑料标进行探测实验3板、木板等，确保目表面平整、清洁将测对标开测超声波探仪的探头准目表面，启探仪并根进记录测结分析实验数据据界面指示行操作，探果4验数质传根据实据，分析超声波在不同介中的播速度、关数撰写实验报告5反射情况以及其他相参将验过数结论验报实程、据分析和整理成实告，并附上关图图相表和片仪器准备超声波传感器示波器传显感器发射和接收超声波示超声波信号信号发生器尺子产测传生超声波信号量超声波播距离实验安全注意事项超声波探测仪使用声波的危害

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22.错误导较时对注意仪器的使用方法，避免操作超声波能量高，长间接触可能会损员伤伤致仪器坏或人受人体造成一定的害，要避免直接接触议超声波探头，建使用隔音材料和防护措施实验环境安全注意用电安全

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44.选择静环进验远验过安的境行实，离其他噪实程中要注意用电安全，确保电源验过线湿音源，确保实程的安全性接地，并避免接触潮的地方超声波的产生产压应缩应荡产频超声波的生通常依靠电效或磁致伸效，利用电子振器生的高电驱压缩产流动电晶体或磁致伸材料振动，从而生超声波压应时产当电效是指某些晶体材料在受力会在其表面生电荷，反之，在晶体材料压时这应压两端施加电，晶体材料会发生形变，利用种效可以制作电式超声波发生器超声波的传播质传传超声波在介中以波的形式播，就像声音在空气中播一样质传超声波是一种机械波，需要介才能播传质质关质弹超声波的播速度与介的性有，例如介的密度、性模传量和温度超声波在固体中播速度最快，在液体中次之，在气传体中播速度最慢反射与折射质传时现超声波在不同介中播，会发生反射和折射象当质时质超声波遇到两种介的交界面，一部分声波会反射回原介中，另一部分声进质波会折射入到另一种介中现质关反射和折射象与声波的入射角、两种介的声阻抗有衍射和干涉衍射干涉当时传现当时现超声波遇到障碍物或孔隙，会发生波的播方向发生改变的两列超声波相遇，会发生波的叠加，形成振幅加强或减弱的现现象，即衍射象象，即干涉象声波的频率与波长频数单声波的率是指每秒钟声波振动的次，位是赫兹（Hz）单声波的波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离，位是米（m）频关频频声波的率和波长成反比系，即率越高，波长越短；率越低，波长越长频调声波的率和波长决定了声波的音和音色测量声波的速度质传质质关声波的速度是指声波在介中播的速度声波的速度与介的性有，不同质约为的介，声波的速度也不同例如，声波在空气中的速度340米/秒，在水约为约为中1500米/秒，在钢铁中5000米/秒测传时量声波的速度可以利用多种方法，例如，利用声波在空气中的播间和距离来计观频算声速可以使用示波器察声波的波形，根据波形确定声波的率和波计长，然后利用公式v=fλ算声速超声波在医疗中的应用超声诊断超声治疗诊断疗超声波可以用于各种疾病超声波可以用于治一些疾病检脏脏肾脏脏疗肾结肿例如，医生可以使用超声波查心、肝、、脾等器例如，超声波可以用于治石、眼科疾病、瘤等疾病诊断脏肾结官，并各种疾病，例如心病、肝炎、石等超声波在工业中的应用清洗焊接术将超声波清洗技可以清除物体表超声波焊接可以不同材料的物产质连来面的污垢和油脂，提高品体接起，提高焊接效率和强量度切割测厚术现测术测超声波切割技可以实高精度超声波厚技可以量物体厚应领应产检切割，用于精密加工等域度，用于工业生和安全测利用多普勒效应测速应观对时观频频现多普勒效是指波源和察者之间存在相运动，察者接收到的波率与波源发出的波率不同的象测验应测在超声波探实中，利用多普勒效可以量物体运动速度发射超声波1频发射率已知接收反射波2频率发生变化计算频率差3得出物体速度超声成像技术术组传过超声成像技利用超声波在人体织中的播特性，通探头发组内结图射和接收超声波，形成人体织部构的像术应领诊断监测超声成像技广泛用于医学域，如疾病、胎儿发育诊断等，并提供非侵入性、安全有效的方法回声探测原理声波发射声波接收质传来超声波发射器发出声波，声波在介中超声波接收器接收反射回的声波播传时计根据声波播间和速度，可以算出物声波遇到物体后，会发生反射体距离回声探测仪器发射器接收器

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22.产过标发射器生超声波信号，通接收器接收从目物体反射回标来探头发射到目物体的超声波信号信号处理单元显示器

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44.单显显标信号处理元分析接收到的信示器示目物体的信息，计标状号，算目物体的距离、大例如距离、大小和形状小和形回声探测的应用水下探测医疗诊断测调测测检内诊回声探用于海洋查、水下地形量和水下医生使用回声探仪器查人体部器官，断物体定位疾病气象预报自动驾驶测术监测驾驶测来识别围环气象雷达利用回声探技降雨云的运动自动汽车使用回声探周境中和强度的物体红外传感器的工作原理红外辐射红传红辐将转换为外感器接收物体发出的外射，并其电信号热量红辐传物体温度越高，外射强度越大，感器的输出信号也越强物体检测过检测红辐识别通外射的变化，可以和定位物体红外传感器的种类反射式红外传感器穿透式红外传感器

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22.传测传红反射式感器利用被物体反穿透式感器利用外光束穿红来检测测来检测射外光束物体，可用透被物体物体，常用检测纸张检测颗于金属、塑料、等物于液体、粉末、粒等材体料的液位或厚度扩散式红外传感器差动式红外传感器

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44.扩传红传红散式感器利用外光束照差动式感器利用两个外光测过测射被物体表面，通分析反束，一个照射被物体，另一来检测为过较射光束的变化物体，常个作参考光束，通比两检测来检测用于物体是否存在或移束光束的变化物体，精较测动度高，常用于精密量和控制红外传感器的应用门禁系统自动门智能家居工业自动化红传应红传检测红传红传产应外感器广泛用于门禁系外感器可物体移动，外感器用于智能家居系外感器在工业生中用现开关们进现统，可实非接触式门禁控触发自动门，方便人统，实自动照明、温度控制广泛，可用于自动化控制、安监测领制，提高安全性出等功能，提升生活便利性全等域激光测距原理光束发射反射接收测标来激光距仪发射出一束激光，激激光照射到目后反射回，仪传来光在空气中以光速播器接收反射回的激光时间测量测时计标仪器量激光从发射到返回的间，利用光速算出目的距离激光测距仪的构造测显组激光距仪主要由激光发射器、接收器、信号处理电路、示器等成来激光发射器发出激光束，接收器接收反射回的激光束，信号处理电路根据激光传时计显显测结束播间算出距离，示器示量果激光测距仪的应用建筑工程道路测量森林测量考古测量测测测测测测测激光距仪可以用于建筑工程激光距仪可以用于道路量激光距仪可以用于森林量激光距仪可以用于考古量测测宽测树测遗状中量建筑物的尺寸、高度、中量道路的长度、度、坡中量木的高度、距离等中量迹的尺寸、形等积员测员测员体等它可以帮助施工人度等它可以帮助量人更它可以帮助量人更方便地它可以帮助考古学家更精确地进测测进测进测为更准确地行量，从而提高快速地完成量工作，从而提行量，从而提高工作效率行量，从而研究提供更质资施工效率和量高工作效率和准确性准确的料光电传感器的工作原理光敏元件光学系统

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22.传将光电感器包含光敏元件，可光学系统可以光信号聚焦到将转换为传以光信号电信号光光敏元件上，提高感器灵敏敏元件有光电二极管、光电三度极管等电路部分输出信号

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44.产传电路部分用于处理光敏元件光电感器可以输出模拟信号将转换数生的电信号，其放大并或字信号，用于控制设备或为进数可用的输出信号行据采集光电传感器的种类反射式光电传感器透射式光电传感器漫反射式光电传感器光纤式光电传感器传传传传传反射式光电感器利用光束照透射式光电感器利用光束通漫反射式光电感器利用光束光纤式光电感器利用光纤标过过过来检标过过来检射到目物体表面，通反射物体，通光束的变化照射到目物体表面，通漫输光束，通光束的变化来检测测来检测测光束的变化物体的存在物体的存在和尺寸反射光束的变化物体的物体的存在和位置和位置检测存在和位置积它适用于透明物体，例如它具有体小、抗干扰能力检测检测它适用于非透明物体，例玻璃、液体等，常用于物体的它适用于表面粗糙的物强、易于安装等优点，常用于计数检测测纸张狭恶环如金属、塑料等，常用于物体、和尺寸量体，例如、木材等，常用小空间、劣境下的物体计数检测计数检测检测的定位、和于物体的、和定位光电传感器的应用工业自动化汽车行业医疗领域智能设备传传驾传应疗传应光电感器在工业自动化中发光电感器用于汽车的自动光电感器用于医设备光电感器广泛用于智能手挥关应驶预监测压计脑着至重要的作用，广泛、车道偏离警、安全气囊中，如心率仪、血机、平板电等电子设备中，产线检测驾驶现数测纹识别识别用于生上的、定位、等系统，提升安全和舒适等，实精准的生理参用于指、面部、光计数环节线应等性量感等功能传感器的发展趋势智能化网络化传将进诊断传将连传络现数远感器更加智能，能够行自我校准和自，提高可靠性和精感器与互联网接，形成感器网，实据共享和程控度制微型化多功能化传将来来满应传将湿数感器尺寸越越小，集成度越越高，足更小空间的用需感器集多种功能于一身，例如温度、度、光照等多种参的测求量实验结果分析项结目果分析论声波速度343m/s与理值基本一致频验超声波率40kHz符合实要求测回声探距离50cm准确反映实际距离结论超声波探测实验结果应用于医疗应用于工业验结预验证传领挥领应实果与期一致，了超声波的播超声波在医学域发着重要作用，可用于超声波在工业域也有广泛用，例如超声诊断疗检测特性和治波清洗、焊接和。