德國(guó)倍加福P+F超聲波傳感器工作原理

德國(guó)P+F公司簡(jiǎn)介

——德國(guó)P+F公司全稱(chēng)：PEPPERL+FUCHS GmbH。P+F公司由Walter Pepperl 與Ludwig Fuchs于1945年在一個(gè)收音機(jī)修理店中創(chuàng)立，是也是大的傳感器專(zhuān)業(yè)公司。

1948年P(guān)+F已經(jīng)涵蓋其他電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，1950年世界上支接近開(kāi)關(guān)和支內(nèi)安線(xiàn)路控制的晶體管放大器的誕生奠定了P+F的行業(yè)主導(dǎo)者地位。自當(dāng)年謙卑的誕生，P+F如今已成長(zhǎng)為一個(gè)多元化的工業(yè)企業(yè)和一位感應(yīng)技術(shù)、內(nèi)安以及防爆技術(shù)行業(yè)*。倍加福P+F為歐洲、美洲以及亞洲市場(chǎng)研發(fā)，制造，并提供的產(chǎn)品與服務(wù)。在世界范圍內(nèi)擁有近4000名員工，在世界6大洲上有80個(gè)海外機(jī)構(gòu)。

——德國(guó)P+F公司（PEPPERL+FUCHS)，中文名為倍加福，是也是大的傳感器專(zhuān)業(yè)公司，創(chuàng)建于1945年，于1958年向世界推出具有革命意義的代電感式傳感器，成功應(yīng)用于化工石油行業(yè)。經(jīng)近60年的不斷發(fā)展和努力，P+F至今已發(fā)展成為具有3000多名員工，對(duì)從電感式傳感器到超聲波傳感器，從光電式傳感器到旋轉(zhuǎn)編碼器，從識(shí)別系統(tǒng)到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，從液位、料位傳感器到安全光幕，從防爆傳感器到安全柵、隔離柵等各類(lèi)傳感器都有特別的研究和產(chǎn)品提供的傳感器供應(yīng)商。P+F每天向世界各地用戶(hù)發(fā)運(yùn)幾萬(wàn)件產(chǎn)品，任何行業(yè)都在應(yīng)用P+F的傳感器。

——德國(guó)P+F傳感器在技術(shù)上始終處于地位，產(chǎn)品均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和ISO9000質(zhì)量認(rèn)可，并有高度自動(dòng)化的制造、生產(chǎn)能力，建立了多達(dá)七十多個(gè)國(guó)家強(qiáng)有力的銷(xiāo)售、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，保證快服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

——總部設(shè)于德國(guó)曼海姆，分公司遍及六大洲，德國(guó)倍加福公司（P+F）是自動(dòng)化行業(yè)中久負(fù)盛名的專(zhuān)業(yè)傳感器公司。倍加福作為自動(dòng)化領(lǐng)域的電子傳感與零部件的生產(chǎn)主導(dǎo)者，憑借不斷的創(chuàng)新，恒久的質(zhì)量保證，穩(wěn)健的發(fā)展，保證了迄今六十余年的輝煌成就。倍加福在范圍內(nèi)擁有4300名員工，位于德國(guó)，美國(guó)，新加坡，匈牙利，印度尼西亞和越南的生產(chǎn)基地幾乎全部通過(guò)了ISO9001的質(zhì)量認(rèn)證。

P+F在中國(guó)：

——中國(guó)倍加福始建于1994年初，目前有125名員工。中國(guó)倍加福有兩大分支：工廠自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化。 上海倍加福工業(yè)自動(dòng)化貿(mào)易有限公司總部在上海，旗下工廠自動(dòng)化的產(chǎn)品范圍包括傳感器，傳感器系統(tǒng)等，為自動(dòng)化行業(yè)的機(jī)械制造，傳輸系統(tǒng)，門(mén)控和電梯技術(shù)以及物流提供了7000余種傳感器。與此同時(shí)，倍加福P+F經(jīng)驗(yàn)豐富的銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì)為客戶(hù)選型提供了強(qiáng)有力的銷(xiāo)售和技術(shù)支持。為了提高服務(wù)質(zhì)量， 倍加福P+F在中國(guó)所有大城市都設(shè)有辦事處：武漢，廣東，重慶，成都，天津，沈陽(yáng)，西安和昆明，并且所有倍加福的產(chǎn)品目錄及技術(shù)資料都配有中文譯本。

P+F傳感器技術(shù)原理分析：

——P+F傳感器把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用，稱(chēng)為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開(kāi)關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來(lái)再被收光器收到;一旦被檢測(cè)物擋住光路，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

——P+F傳感器把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。

——P+F傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使檢測(cè)距離加大，一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

——P+F傳感器擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。在檢測(cè)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)物通過(guò)時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來(lái)，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。

——首先要考慮的是接線(xiàn)或配置的問(wèn)題。對(duì)于對(duì)射型光電傳感器必須由投光部和受光部組合使用，兩端都需要供電；而回歸反射型必須由傳感器探頭和回歸反射板組合使用；同時(shí)，用戶(hù)必須給傳感器提供穩(wěn)定電源，如果是直流供電，必須確認(rèn)正負(fù)極，如若正負(fù)極連接錯(cuò)誤則會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)沒(méi)有。

——上述的原因分析是對(duì)光電傳感器本身的考慮，我們還需要考慮的是檢測(cè)物體的位置問(wèn)題，如果檢測(cè)物體不在檢測(cè)區(qū)域，這樣的檢測(cè)是徒勞的。檢測(cè)物體必須在傳感器可以檢測(cè)的區(qū)域內(nèi)，也就是光電可以感知的范圍內(nèi)。

——其次，要考慮傳感器光軸有沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，對(duì)射型的投光部和受光部光軸必須對(duì)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對(duì)準(zhǔn)。同樣還要考慮的是檢測(cè)物體是否符合標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體或者小檢測(cè)物體的標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)物體不能小于小檢測(cè)物體的標(biāo)準(zhǔn)，從而避免導(dǎo)致對(duì)射型、反射型不能很好檢測(cè)透明物體，像反射型對(duì)檢測(cè)物體的顏色有要求，顏色越深，檢測(cè)距離就越近。

——如果以上情況都可以很明確地做出排除后，我們需要做的事就是檢測(cè)環(huán)境的干擾因素。如光照強(qiáng)度不能超出額定范圍；如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有粉塵，就需要我們定期清理光電傳感器探頭表面；或者是多個(gè)傳感器緊密安裝，互相產(chǎn)生干擾；還有一種影響比較大的是電氣干擾，如果周?chē)写蠊β试O(shè)備，產(chǎn)生干擾時(shí)必須要有相應(yīng)的抗干擾措施。如果做過(guò)上述的逐一排查，這些因素都可以明確地排除還是沒(méi)有信號(hào)輸出的話(huà)，建議退回廠家檢測(cè)判斷

德國(guó)p+f超聲波傳感器：

——超聲波傳感器可用于灰塵，霧或蒸汽的場(chǎng)合，是進(jìn)行非接觸式的位置和距離測(cè)量的理想產(chǎn)品。在不考慮顏色或形狀的情況下，不同材料的物體可以通過(guò)毫米級(jí)的精度被檢測(cè)出。超聲波傳感器采用超出人可聽(tīng)聲之外的高頻率超聲波作為測(cè)量介質(zhì)。通過(guò)傳感器和物體間聲波的傳送時(shí)間就可計(jì)算出距離或位置。由于超聲波傳感器的可靠性和性，廣泛用于木材，家具工業(yè)，建筑材料和設(shè)備，農(nóng)業(yè)設(shè)備和液位控制場(chǎng)合。倍加福的超聲波傳感器包含8個(gè)系列的外形設(shè)計(jì)40多個(gè)種類(lèi)和型號(hào)，有對(duì)射型，直接檢測(cè)型和反射板型的檢測(cè)方式。在超聲波傳感器的領(lǐng)域，我們有足夠的技術(shù)力量為客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的傳感器和特殊場(chǎng)合定制的解決方案。有設(shè)定功能可快速簡(jiǎn)單地安裝，ULTRA服務(wù)軟件可使傳感器適應(yīng)不同應(yīng)用（帶有RS232接口），溫度補(bǔ)償功能可以補(bǔ)償空氣溫度改變而導(dǎo)致的聲速偏差，當(dāng)多個(gè)傳感器近距離安裝時(shí)，同步輸入功能可避免相互干擾，數(shù)字量和/或模擬量輸出。

——超聲波傳感器常用的模式是漫反射模式。單個(gè)超聲波傳感器既是發(fā)射器又是接收器，并且通常包含相應(yīng)的電子處理元件在同一個(gè)外殼內(nèi)。為了可靠地檢測(cè)困難目標(biāo)物，大多數(shù)的漫反射模式傳感器可以通過(guò)軟件參數(shù)設(shè)置，轉(zhuǎn)換為反射板模式。有的超聲波傳感器從一開(kāi)始就提供了反射板模式的傳感器。超聲波對(duì)射式傳感器的特點(diǎn)是具有一個(gè)強(qiáng)有力的聲束。他們?cè)诰o湊的外殼下，可實(shí)現(xiàn)更大的檢測(cè)范圍。不同于漫反射和反射板模式的傳感器，對(duì)射式的傳感器不需要在發(fā)射和接收之間連續(xù)轉(zhuǎn)換，或者等待一個(gè)回波信號(hào)的到達(dá)。所以，他們響應(yīng)的時(shí)間非?？欤梢詫?shí)現(xiàn)非常高的開(kāi)關(guān)頻率。雙張檢測(cè)傳感器是超聲波對(duì)射式傳感器，是給紙應(yīng)用的解決方案，包括雙張檢測(cè)，標(biāo)簽計(jì)數(shù)，和粘合點(diǎn)檢測(cè)。雙張檢測(cè)和雙材料檢測(cè)傳感器，能夠區(qū)分空氣、一張和兩張材料，包括紙張，金屬，木板，和玻璃片。當(dāng)進(jìn)行標(biāo)簽檢測(cè)時(shí)，傳感器可以區(qū)分標(biāo)簽和基底材料。附送的標(biāo)準(zhǔn)附件為節(jié)省成本提供了巨大的潛力。當(dāng)安裝和維護(hù)傳感器的時(shí)候，都可以節(jié)省大量的時(shí)間和精力。如果傳感器在惡劣的環(huán)境條件下使用，合適的倍加福提供的附件可以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。

——常用的超聲波傳感器由壓電晶片組成，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(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，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(gè)探頭發(fā)射、一個(gè)探頭接收）等。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)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(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量大，靈敏度也高。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是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(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。超聲波傳感器探測(cè)的范圍。

——超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面，而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其主要的應(yīng)用之一，下面以醫(yī)學(xué)為例子說(shuō)明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病，它已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學(xué)中*的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害、方法簡(jiǎn)便、顯像清晰、診斷的準(zhǔn)確率高等。因而推廣容易，受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫(yī)學(xué)原理，我們來(lái)看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個(gè)方法是利用超聲波的反射。當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí)，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí)，回聲在示波器的屏幕上顯示出來(lái)，而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。

——超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位（液位）監(jiān)測(cè)，機(jī)器人防撞，各種超聲波接近開(kāi)關(guān)，以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發(fā)射夾角較小，靈敏度高，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭。在工業(yè)方面，超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無(wú)損探傷和超聲波測(cè)厚兩種。過(guò)去，許多技術(shù)因?yàn)闊o(wú)法探測(cè)到物體組織內(nèi)部而受到阻礙，超聲波傳感技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況。當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上，“悄無(wú)聲息”地探測(cè)人們所需要的信號(hào)。在未來(lái)的應(yīng)用中，超聲波將與信息技術(shù)、新材料技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將出現(xiàn)更多的智能化、高靈敏度的超聲波傳感器。

——超聲波傳感器可以對(duì)集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)。將超聲波傳感器安裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部，向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí)，就可以據(jù)此分析集裝箱的狀態(tài)，如滿(mǎn)、空或半滿(mǎn)等。超聲波傳感器可用于檢測(cè)透明物體、液體、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不規(guī)則物體。但不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐以及泡沫物體。超聲波傳感器可以應(yīng)用于食品加工廠，實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。配合新的技術(shù)可在潮濕環(huán)如洗瓶機(jī)、噪音環(huán)境、溫度極劇烈變化環(huán)境等進(jìn)行探測(cè)。超聲波傳感器可用于探測(cè)液位、探測(cè)透明物體和材料，控制張力以及測(cè)量距離，主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗(yàn)煤的設(shè)備運(yùn)、塑料加工以及汽車(chē)行業(yè)等。超聲波傳感器可用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)缺陷、確定有無(wú)以及其它方面。由發(fā)送傳感器(或稱(chēng)波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱(chēng)波接收器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，將其變換成電能量，

——使用超聲波傳感器技術(shù)防止踩錯(cuò)踏板。日產(chǎn)汽車(chē)開(kāi)發(fā)出了防止在要踩剎車(chē)時(shí)誤踩成油門(mén)而使車(chē)輛加速的功能，使用攝像頭和超聲波傳感器推斷出“要在停車(chē)場(chǎng)上停車(chē)”的情況時(shí)，如果駕駛員踩成了油門(mén)就會(huì)強(qiáng)制剎車(chē)。該技術(shù)預(yù)定在2～3年內(nèi)實(shí)用化。超聲波傳感器技術(shù)就是為了防止在停車(chē)場(chǎng)停車(chē)時(shí)踩錯(cuò)剎車(chē)和油門(mén)造成事故而開(kāi)發(fā)的。該技術(shù)是使用在車(chē)輛前后左右各配備一個(gè)的四個(gè)攝像頭和前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠各配備四個(gè)共八個(gè)超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的。4個(gè)攝像頭沿用顯示車(chē)輛周?chē)╊跋竦?ldquo;環(huán)視顯示器”的攝像頭。利用攝像頭識(shí)別出白線(xiàn)等以推斷汽車(chē)位于停車(chē)場(chǎng)，利用超聲波傳感器測(cè)量出汽車(chē)與周?chē)系K物之間的距離來(lái)確定剎車(chē)時(shí)機(jī)。防止因踩錯(cuò)剎車(chē)和油門(mén)而造成事故分兩步實(shí)施。當(dāng)駕駛員在停車(chē)場(chǎng)想停車(chē)時(shí)，如果踩成了油門(mén)，則首先將車(chē)速減至蠕滑速度，用儀表板的圖標(biāo)來(lái)提示危險(xiǎn)，并響起警報(bào)聲。如果駕駛員仍繼續(xù)踩油門(mén)而即將撞上墻壁等物體時(shí)，則強(qiáng)制剎車(chē)。剎車(chē)時(shí)機(jī)為保證汽車(chē)在與障礙物相距20～30cm左右時(shí)可以停下來(lái)。

——人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi)，超過(guò)20KHZ稱(chēng)為超聲波，低于20HZ的稱(chēng)為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲測(cè)量?jī)x器及裝置，并在通迅，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。作為傳感器接收器的輸出，從而對(duì)發(fā)送的超進(jìn)行檢測(cè).而實(shí)際使用中，用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可以用作接收器傳感器社的陶瓷振子?？刂撇糠种饕獙?duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。

——超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類(lèi)。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類(lèi)傳感器適用于測(cè)距、遙

控、防盜等用途。該種有T/R-40-60，T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計(jì)）。另有一種密封式超聲波傳感器（MA40EI型）。它的特點(diǎn)是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近開(kāi)關(guān)用，它的性能較好。超聲波應(yīng)用有三種基本類(lèi)型，透射型用于遙控器，防盜報(bào)警器、自動(dòng)門(mén)、接近開(kāi)關(guān)等；分離式反射型用于測(cè)距、液位或料位；反射型用于材料探傷、測(cè)厚等。

——若對(duì)發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓，則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長(zhǎng)與縮短，于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波，其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制)，并傳給波接收器。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，則產(chǎn)生一面為“+ ”極，另一面為“-”極的40KHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小，故必須進(jìn)行放大。 超聲波傳感器使得駕駛員可以安全地倒車(chē)，其原理是利用探測(cè)倒車(chē)路徑上或附近存在的任何障礙物，并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)警告，其警告表示是探測(cè)到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣，在狹窄的地方不管是泊車(chē)還是開(kāi)車(chē)，借助倒車(chē)障礙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)，駕駛員心理壓力就會(huì)減少，并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。

——超聲波傳感器利用聲波介質(zhì)對(duì)被檢測(cè)物進(jìn)行非接觸式無(wú)磨損的檢測(cè)。超聲波傳感器對(duì)透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質(zhì)均能檢測(cè)。其檢測(cè)性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響，包括煙塵環(huán)境和雨天。超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測(cè)模式。位于傳感器前面的被檢測(cè)物通過(guò)將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測(cè)到被測(cè)物。還有部分超聲波傳感器采用對(duì)射式的檢測(cè)模式。一套對(duì)射式超聲波傳感器包括一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器，兩者之間持續(xù)保持“收聽(tīng)”。位于接收器和發(fā)射器之間的被檢測(cè)物將會(huì)阻斷接收器接收發(fā)射的聲波，從而傳感器將產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。

——超聲波傳感器的檢測(cè)范圍取決于其使用的波長(zhǎng)和頻率。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，檢測(cè)距離越大，如具有毫米級(jí)波長(zhǎng)的緊湊型傳感器的檢測(cè)范圍為300~500mm波長(zhǎng)大于5mm的傳感器檢測(cè)范圍可達(dá)8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發(fā)射角，因而更適合檢測(cè)相對(duì)較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12º至15º的傳感器能夠檢測(cè)具有較大傾角的物體。此外，我們還有外置探頭型的超聲波傳感器，相應(yīng)的電子線(xiàn)路位于常規(guī)傳感器外殼內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測(cè)安裝空間有限的場(chǎng)合。

調(diào)節(jié)幾乎所有的超聲波傳感器都能對(duì)開(kāi)關(guān)輸出的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)或是測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。在設(shè)定范圍外的物體可以被檢測(cè)到，但是不會(huì)觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變。一些傳感器具有不同的調(diào)節(jié)參數(shù)，如傳感器的響應(yīng)時(shí)間、回波損失性能，以及傳感器與泵設(shè)備連接使用時(shí)對(duì)工作方向的設(shè)定調(diào)節(jié)等。

——重復(fù)精度波長(zhǎng)等因素會(huì)影響超聲波傳感器的精度，其中主要的影響因素是隨溫度變化的聲波速度，因而許多超聲波傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦?。該特性能使模擬量輸出型的超聲波傳感器在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)獲得高達(dá)0.6mm的重復(fù)精度。輸出功能

所有系列的超聲波傳感器都有開(kāi)關(guān)量輸出型產(chǎn)品。一些產(chǎn)品還有2路開(kāi)關(guān)量輸出（如小和大液位控制）。大多數(shù)產(chǎn)品系列都能提供具有模擬量電流或是模擬電壓輸出的產(chǎn)品。金屬敲擊聲、轟鳴聲等噪聲不會(huì)影響超聲波傳感器的參數(shù)賦值，這主要是由于頻率范圍的優(yōu)選和已獲專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的噪聲抑制電路。超聲波傳感器的同步功能可防干擾。他們通過(guò)將各自的同步線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)同步功能。它們同時(shí)發(fā)射聲波脈沖，象單個(gè)傳感器一樣工作，同時(shí)具有擴(kuò)展的檢測(cè)角度。氣流的變化將會(huì)影響聲速。然而由高至10m/s的氣流速度造成的影響是微不足道的。在產(chǎn)生空氣渦流比較普遍的條件下，例如對(duì)于灼熱的金屬而言，建議不要采用超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)閷?duì)失真變形的聲波的回聲進(jìn)行計(jì)算是非常困難的。

——超聲波傳感器 超長(zhǎng)掃描型以交替方式工作的超聲波傳感器彼此間是相互獨(dú)立的，不會(huì)相互影響。以交替方式工作的傳感器越多，響應(yīng)的開(kāi)關(guān)頻率越低。超聲波傳感器特別適合在“空氣”這種介質(zhì)中工作。這種傳感器也能在其它氣體介質(zhì)中工作，但需要進(jìn)行靈敏度的調(diào)節(jié)。直接反射式超聲波傳感器不能可靠檢測(cè)位于超聲波換能器前段的部分物體。由此，超聲波換能器與檢測(cè)范圍起點(diǎn)之間的區(qū)域被稱(chēng)為盲區(qū)。傳感器在這個(gè)區(qū)域內(nèi)必須保持不被阻擋?？刂撇糠郑和ㄟ^(guò)用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送，并判斷接收器是否接收到信號(hào)（超聲波），以及已接收信號(hào)的大小。空氣溫度與濕度會(huì)影響聲波的行程時(shí)間。空氣溫度每上升20C，檢測(cè)距離至多增加3.5%。在相對(duì)干燥的空氣條件下，濕度的增加將導(dǎo)致聲速多增加2%。常規(guī)情況下大氣變化±5%（選一固定參考點(diǎn)）將導(dǎo)致檢測(cè)范圍變化±0.6%。大多數(shù)情況下，傳感器在5Bar壓力下使用沒(méi)有問(wèn)題。

——根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象的體積、材質(zhì)、以及是否可移動(dòng)等特征，超聲波傳感器采用的檢測(cè)方式有所不同，常見(jiàn)的檢測(cè)方式有如下四種：穿透式：發(fā)送器和接收器分別位于兩側(cè)，當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象從它們之間通過(guò)時(shí)，根據(jù)超聲波的衰減（或遮擋）情況進(jìn)行檢測(cè)。接收器：振子接收到超聲波時(shí)，根據(jù)超聲波發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)換為電能量，作為接收器的輸出。限定距離式：發(fā)送器和接收器位于同一側(cè)，當(dāng)限定距離內(nèi)有被檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí)，根據(jù)反射的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。限定范圍式：發(fā)送器和接收器位于限定范圍的中心，反射板位于限定范圍的邊緣，并以無(wú)被檢測(cè)對(duì)象遮擋時(shí)的反射波衰減值作為基準(zhǔn)值。當(dāng)限定范圍內(nèi)有被檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí)，根據(jù)反射波的衰減情況（將衰減值與基準(zhǔn)值比較）進(jìn)行檢測(cè)?；貧w反射式：發(fā)送器和接收器位于同一側(cè)，以檢測(cè)對(duì)象（平面物體）作為反射面，根據(jù)反射波的衰減情況進(jìn)行檢測(cè)。

——超聲波測(cè)量液位的基本原理是：由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào)，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面后被反射，接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間，即可換算出距離或液位高度。超聲波測(cè)量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)部件，也不接觸被測(cè)液體，屬于非接觸式測(cè)量，不怕電磁干擾，不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等，因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng)；其響應(yīng)時(shí)間短可以方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖，傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器，測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時(shí)間，根據(jù)媒質(zhì)中的聲速，就能得到從傳感器到液面之間的距離，從而確定液面?？紤]到環(huán)境溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響，通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳播速度予以校正，以提高測(cè)量精度。

德國(guó)P+F代表型號(hào)列舉：

——NBB15-30GM30-E2 NBB15-30GM30-E2-V1 NBB15-30GM30-E3 NBB15-30GM30-E3-V1 NBB15-30GM50  -E0 NBB15-30GM50-E0-V1 NBB15-30GM50-E2 NBB15-30GM50-E2-V1 NBB15-30GM60-A0 NBB15- 30GM60-A0-V1 NBB15-30GM60-A2 NBB15-30GM60-A2-V1 NBB15-30GKK-WO NBB15-30GKK-WS NBB15-30GM50-WO NBB15-30GM50-WS  NBB15-30GM60-B3B-V1 NBN3-6,5M25-E0-V3 NBN3-6,5M25-E2-V3 NBN3-6,5M30-E2 NBN3-8GM25-E0  -V3 NBN3-8GM25-E1-V3 NBN3-8GM25-E2-V3 NBN3-8GM25-E3-V3 NBN3-8GM30-E0 NBN3-8GM30-E0-   V1 NBN3-8GM30-E2 NBN3-8GM30-E2-C-V1 NBN3-8GM30-E2-V1 NBN3-8GM45-E2-V3 

德國(guó)P+F傳感器，P+F壓力傳感器，P+F旋轉(zhuǎn)編碼器，P+F光電開(kāi)關(guān)，P+F接近開(kāi)關(guān)，P+F超聲波開(kāi)關(guān)，P+F微波開(kāi)關(guān)

我司威斯特（上海）傳感器儀表有限公司優(yōu)勢(shì)：

——2006年我司在上海成立，2009年上海，廣州，德國(guó)分別成立分公司，2012年美國(guó)成立分公司。德國(guó)EBRO閥門(mén)中國(guó)總經(jīng)銷(xiāo)-德國(guó)EBRO閥門(mén)上海銷(xiāo)售點(diǎn)國(guó)越貿(mào)易公司-位于上海市黃浦區(qū)，威斯特是一家代理銷(xiāo)售德國(guó)EBRO閥門(mén)的公司德國(guó)EBRO是世界上的閥門(mén)生產(chǎn)制造商之一，旗下?lián)碛袃纱箝y門(mén)品牌斯達(dá)芬和依博羅。國(guó)越貿(mào)易公司成立于2006年，公司在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)已經(jīng)有了10多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì)，歡迎客戶(hù)通過(guò)上海工商管理局網(wǎng)查詢(xún)我們公司 的信息，或者直接前往我們公司實(shí)地考察。

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