行业知识 | 关于超声波传感器的故事，要从一只蝙蝠开始说起......

早在18世纪，意大利传教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠靠一种人类听不到的尖叫声（即超声）来确定障碍物。蝙蝠发出超声波后，靠返回的回波来确定物体距离、大小、形状和运动方式。

自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们找到了利用电子学技术产生超声波的办法，从此便迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。1922年，超声波的定义首次被提出，超声波成为一个全新的概念，德国亦出现首例超声波治疗的发明专利。

超声波在被发现后开始在各行业得到了广泛的应用，20世纪开始，超声波传感器便广泛应用于各行业，发展至今也成为了工业传感器中重要的一大类。本期小明就带大家简明扼要地了解超声波传感器是什么？在工业生产中怎么使用？

什么是超声波传感器？

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应；广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波传感器工作原理

超声波传感器的基本操作类似于蝙蝠在飞行中使用回声定位来寻找昆虫的方式。发射器发射出短促的高频声波，称为“啁啾”，其频率在 23 kHz 和 40 kHz 之间。当这个声音脉冲击中一个物体时，一些声波被反射回接收器。通过测量传感器发出和收到超声波信号的时间间隔，可以用以下公式计算出与物体的距离。

d=0.5*t*c

其中：

d = 距离（米）

t = 发送和接收时间间隔（秒）。

c = 音速（每秒 343 米）。

最简单的超声波传感器配置成发射器和接收器相邻形式。这种安排最大限度地提高了从发射器沿直线传播的声音量，同时以直线方式反射到接收器，从而有助于减少测量误差。

超声波传感器的典型应用

一、液位检测

液位传感是最常见的超声波传感器应用，因为它们可以检测任何色调或不透明度的液体；另外非接触式的检测方式，由于不接触液体，在检测挥发性物质时也不会有安全问题困扰。

二、单双张检测

超声波技术的单双张检测传感器，主要用于检测被检物体的单张通过和双张及多张报警功能，不受被检物体的振动、材质、颜色的限制，广泛应用于纸张印刷机、装配机、折页机、包装机械、太阳能电池、硅片制造业、贴标签、PCB制造业等等。

三、通用对象检测

其它的是通用对象检测，它的优势在于其高性价比和简单性。广泛应用于车辆防碰撞检测、人员识别、存在检测、箱子分拣、叉车托盘检测、饮料灌装机上的瓶子计数以及生产线上的物体计数等。

明治的超声波传感器产品

Uitrasonic Sensors

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