超声波流量计传感器在控制系统探讨  七

2.4 超声应用领域

超声在许多领域内比可听声的用途更加广泛，是基于以下儿个原因:

1、具有方向性，超声波的频率越高，则方向性越强。在无损探伤、水下声纳系统、超声测距系统中方向性是一个重要的考虑因素。

2、超声波的频率越高，则波长越短，波长可以小到与超声传播媒介材料尺寸相比更小的程度。在高分辨率探伤、微小厚度测量、高精度测距中，这一点相当重要。

3、超声是不可听声，这样就避免产生噪声，因而超声具有绿色特性。

在工业生产中，超声波被应用在金属材料和部分非金属材料探伤，钡口厚，以及超声振动切削加工、清洗、焊接等行业。以及进行物位、浓度、硬度、温度等检测。

超声波被广泛应用于医学领域，在诊断显像技术，血流测量计，胎儿检查仪，超声波洁牙器等医疗器械都是利用了超声波的特性。

在军事领域中，超声波用于雷达目标定位，武器制导，军用机器人等方面。

2.5 超声波的衰减

超声波从超声传感器发出，在空气中传播，遇到被测物反射后，再传回超声传感器。

整个过程，超声波会有很大的衰减。由于声波的衰减，使得A(x)随传播距离的变化而变化。声学理论证明，吸收衰减和散射衰减都遵从指数衰减规律。

为超声波传播距离；ω 为传播角频率；k=2π /λ 为波数；λ 为声波波长；t 为传播时间。

衰减系数2 a = b × f 。其中b 为空气介质常数，f 为超声波频率。在空气中，

b 2 10 s / cm -13 2 = ´ ，当振动的声波频率f =40KHz 时，可得4 1 3.2 10 - - a = ´ cm ，它的物理意义在于：超声波在空气媒介中传播，因空气分子运动摩擦等原因，能量被吸收损耗，在1/α 长度上，平面声波的振幅衰减为原来的1/e。由此可见，超声波频率越高，其衰减越快，传播的距离也越短。

 超声波流量计