超声波换能器工作原理

超声波换能器工作原理2、超声波换能器的工作原理 （1) 超声波换能器：一种能把高频电能转化为机械能的一种装置，一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式.电源输出到超声波发生器，再到超声波换能器，一般还要经过超声波导出、接收装置就可以产生超声波了。 （2) 超声波换能器的组成：包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆，其特征在于它还包括阵列接收器,它由引出电缆、换能器、金属圆环、橡胶垫圈组成。 (3） 超声波换能器的原理与作用:超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）再传递出去，面它自身消耗很少的一部分功率。 超声波换能器的种类：可分为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等等。 40kHZ超声波发射/接收电路综述40kHZ超声波发射电路(1） 40kHZ超声波发射电路之一，由F1F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波，工作频率主要由C1、R1和RP决定，用RP可调电阻来调节频率。 F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4,F4输出激励换能器T4016的另一端，因此，加入F4使激励电压提高了一倍。电容C3、C2平衡F3和F4的输出，使波形稳定。电路中反向器F1F4用CC4069六反向器中的四个反向器,剩余两个不用（输入端应接地）.电源用9V叠层电池。测量F3输出频率应为40kHZ2kHZ，否则应调节RP。发射超声波信号大于8m.40kHZ超声波发射电路(2) 40kHZ超声波发射电路之二，电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。T4016是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。T40-16两端的振荡波形近似于方波，电压振幅接近电源电压.S是电源开关,按一下S，便能驱动T4016发射出一串40kHZ超声波信号。电路工作电压9V，工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。电路不需调试即可工作。40kHZ超声波发射电路（3) 40kHZ超声波发射电路之三，由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16，其谐振频率为40kHZ2kHZ。频率稳定性好,不需作任何调整，并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号.电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用。本电路适应电压较宽(312V），且频率不变。电感采用固定式，电感量5。1mH。整机工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。40kHZ超声波发射电路（4) 40kHZ超声波发射电路之四,它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能，通过超声换能器T4016辐射出超声波去控制接收机.其中门YF1与门YF2组成可控振荡器，当S按下时,振荡器起振,调整RP改变振荡频率,应为40kHZ。振荡信号分别控制由YF4、YF3组成的差相驱动器工作,当YF3输出高电平时，YF4一定输出低电平；YF3输出低电平时,YF4输出高电平.此电平控制T40-16换能器发出40kHZ超声波。电路中YF1YF4采用高速CMOS电路74HC00四与非门电路,该电路特点是输出驱动电流大（大于15mA），效率高等.电路工作电压9V，工作电流大于35mA,发射超声波信号大于10m。40kHZ超声波发射电路(5) 40kHZ超声波发射电路之五，由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路，调节电阻器RP阻值,可以改变振荡频率.由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16，使之发射出超声波信号。电路简单易制。电路工作电压9V，工作电流4050mA。发射超声波信号大于8m.LM555可用NE555直接替代，效果一样。双稳态超声波接收机电路由于单稳态接收机无记忆功能，所以不能用在家用电器的开与关中,适用面不宽。是一种双稳态超声波接收机电路，它的前级电路同图2186电路完全一样，只是执行电路不同。 电路中,由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路，当VT4每导通一次（发射机工作一次)，触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲，VT5、VT6状态翻转一次，当VT6从截止状态转变成导通状态时，VD5截止,VT7截止,继电器K释放; 当再来一个触发信号时，VT6由导通转变为截止状态，VD5导通，VT7导通，继电器K吸合.。.。.。由于增加了双稳电路，使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实。调试时,在a点与+6V（电源）之间用导线快速短路一下后松开，继电器应吸合（或释放），再短路一下松开,继电器应释放（或吸合),如果继电器无反应,请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。一般情况下一次即可成功.单稳式超声波接收器电路单稳式超声波接收器电路原理图，超声波换能器R4016谐振频率为40kHZ，经R40-16选频后，将40kHZ以外的干扰信号衰减，只有谐振于40kHZ的有用信号（发射机信号）送入VT1VT3组成的高通放大器放大,经C5、VD1检出直流分量,控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大，当发射机每发射一次超声波信号时,接收机的继电器吸合一次（吸合时间同发射机发射信号时间相同),无记忆保持功能。可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1200，VT2150,其他元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够,可检查三极管的值与电容C4的容量是否偏差太大。经实测,配合相应的发射机，遥控距离可达8m以上。在室内因墙壁反射，故没有方向性。电路工作电压3V,静态电流小于10mA。