術語解說 音速將空氣中的聲速C作為近似式,表示為 C=331.5+0.61θ(m/s)θ:氣溫(℃) 若氣溫變化則聲速也變化,這就是因溫度差引起的距離測定誤差。 反射與對射在同樣的媒介中超聲波將直線傳播,在與不同媒介的臨界面會出現反射、對射的現象。這種現象受媒介的種類、形狀的影響。在大氣中,即使是人體也會出現明顯的反射現象,其檢測較為容易。 多重反射是指對于在可檢測物體上反射一次后回歸的反射,該反射波反射到傳感器探頭或附近的物體、天花板面等,并再次回歸反射到可檢測物體的反射兩次以上的反射波。 例如2次反射的情況下,則會受到恰好與處于2倍距離的一次反射相同的反射波。
限定區域(反射型)在檢測距離的調整中,不僅是最大檢測距離,對最小檢測距離也能連動或單獨調整,該可檢測范圍稱為限定區域(區域限定)。 不感應區與不確定區域(反射型)檢測距離調整的結果,傳感器探頭面和最小檢測距離間無法檢測的區域稱為不感應區,因傳感器探頭的結構及余響振動,在探頭附近無法檢測的區域稱為不確定區域。 但在不確定區域中,有時可通過傳感器與物體間的多重反射進行檢測。 指向特性將所需的音響能量施加到目標物上所必須的無指向性送波器和指向性送波器的音響輸出比稱為指向性增益。 頻率越高、振動面積越大,指向性越尖銳,可高效地發射聲波。 作為超聲波開關使用的傳感器部分的指向特性,在聲壓減半角(半功率角)中為8~30°左右。 指向特性很大程度還受傳感器喇叭的形狀、振子的振動模式等的影響,所以應根據要檢測的動作區域,來決定傳感器部形狀、使用頻率、振子的種類等。
聲壓減半角(半功率角)表示指向性的指標之一。從振子的中心,即聲響能級(聲音的強度)從最大的角度起,偏移角度后,衰減到聲響能級為最大值的1/2的角度(由于對稱,所以實際為2倍的角度)稱為半功率角。 邊波瓣將從振子的中心,即聲響能級(聲音的強度)為最大的角度開始偏移角度時的聲響能級,用中心開始的長度表示的圖表來表示其指向性,但它具有一種特性,即隨著中心開始的角度增加而減少,隨后再次增加的特性。 這種特性稱為邊波瓣(side lobe),有時會對周圍物體亂發射等,影響檢測特性。 振子一種施加電氣能量后產生超聲波,或將超聲波振動能量轉換為電氣信號的元件,通常,超聲波開關多采用壓電現象的鈦酸鋇振子,其形狀有圓板形和圓筒形。 喇叭將超聲波向一定方向聚焦發射或是為了接受超聲波的反射器,其形狀尺寸決定了傳感器的指向特性。 送波是指在發振側連接振子,向指定方向發射的超聲波,通常用施加在振子上的電壓值或聲壓來表示。 受波是指直接接受發送來的超聲波,或在振子位置接受物體發出的反射波,通常用轉換后的電壓值或聲壓表示。 余響若在振子上,以脈沖形式施加了接近其共振頻率的電氣信號,則即使電氣信號消失,超聲波振動也會機械性的持續短時間的現象稱為余響。在反射型中,這種余響現象若持續長時間,則無法檢測。
F.S.(Full Scale)表示額定檢測距離的范圍,根據各型號不同,值也不同。 直線性在溫度、電壓一定的條件下,將距離和線性輸出的關系以圖表表示時,表示相對于理想直線,其最大誤差的比例。 可檢測物體的種類與形狀(反射型) 可檢測物體可分為如下幾類: (A)平面狀……液體、箱子、塑料片、紙、玻璃等。 (B)圓柱狀……罐、瓶、人體(人體保護用途除外)等。 (C)顆粒體或塊狀……礦物、巖石、煤炭、焦炭、塑料球等 反射效率根據這些可檢測物體的形狀而有所差異: (A)的情況下,反射波回歸最多,但受可檢測物體傾斜的影響會變大。 (B)、(C)的情況下,會有漫反射,反射波不一樣,但受傾斜的影響少。
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