簡述超聲波傳感器的檢測方式和使用時的注意事項

隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波傳感器技術(shù)也被運用的越來越多。在醫(yī)學(xué)中，超聲波技術(shù)主要被用來診斷疾病。由于超聲波存在對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷準(zhǔn)確率高等優(yōu)點，因此受到廣大醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。

超聲波檢測技術(shù)中最重要的就是超聲波傳感器，超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器。它的原理是利用超聲波進行數(shù)據(jù)的采集。超聲波是振動頻率高于20kHz的機械波。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(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

超聲波傳感器最大的優(yōu)點是，能對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測，它對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質(zhì)均能檢測。其檢測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。

根據(jù)被檢測對象的體積、材質(zhì)、以及是否可移動等特征，超聲波傳感器采用的檢測方式有所不同，常見的檢測方式有包括：

1、穿透式

發(fā)送器和接收器分別位于兩側(cè)，當(dāng)被檢測對象從它們之間通過時，根據(jù)超聲波的衰減（或遮擋）情況進行檢測。

2、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)有被檢測對象通過時，根據(jù)反射的超聲波進行檢測。

3、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，并以無被檢測對象遮擋時的反射波衰減值作為基準(zhǔn)值。當(dāng)限定范圍內(nèi)有被檢測對象通過時，根據(jù)反射波的衰減情況進行檢測。

4、回歸反射式

發(fā)送器和接收器位于同一側(cè)，以檢測對象（平面物體）作為反射面，根據(jù)反射波的衰減情況進行檢測。

超聲波傳感器檢測用起來很簡單，但也存在不少弊端。

比如反射問題，假如被探測物體沒有處在合適的角度，那超聲波傳感器就難以實現(xiàn)正確的檢測。這會導(dǎo)致出現(xiàn)三角誤差（當(dāng)被測物體與傳感器成一定角度的時候，所探測的距離和實際距離有個三角誤差）、鏡面反射（在特定的角度下，發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去，因此無法產(chǎn)生回波，也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù)。這時超聲波傳感器會忽視這個物體的存在）、多次反射（聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到，因此實際的探測值并不是真實的距離值）等問題。

其次是噪音干擾，雖然多數(shù)超聲波傳感器的工作頻率為40－45Khz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環(huán)境也會產(chǎn)生類似頻率的噪音，會引起傳感器接收到錯誤的信號。

最后是交叉問題，當(dāng)多個超聲波傳感器按照一定角度被安裝在機器人上的時候所引起的。超聲波X發(fā)出的聲波，經(jīng)過鏡面反射，被傳感器Z和Y獲得，這時Z和Y會根據(jù)這個信號來計算距離值，從而無法獲得正確的測量。

為了使用超聲波傳感器的過程不出現(xiàn)異常，我們應(yīng)當(dāng)注意以下事項：

1：不在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器，保證其可靠性和壽命；

2：不對細(xì)粉末和棉紗之類的材料進行檢測，因為會吸收聲音；

3：噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率，會影響傳感器且不應(yīng)在傳感器附近使用；

4：傳感器表面的水滴縮短了檢出距離；

5：不在強制通風(fēng)機之類的設(shè)備旁使用傳感器，減少對局部溫度的改變，減少分界處的反射和折射；

6：不在蒸汽區(qū)域使用傳感器，該區(qū)域的大氣不均勻，會產(chǎn)生溫度梯度，是測量結(jié)果出現(xiàn)誤差；

7：不在真空區(qū)或防爆區(qū)使用傳感器。

編輯：jq