ZHCAB98D September   2019  – December 2021 PGA450-Q1 , PGA460 , PGA460-Q1 , TDC1000 , TDC1000-Q1 , TDC1011 , TDC1011-Q1 , TUSS4440 , TUSS4470

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1什么是超声波飞行时间感测?
    1. 1.1 超声波原理
    2. 1.2 为何使用超声波感测?
    3. 1.3 超声波与其他感测技术相比如何?
    4. 1.4 典型的超声波感测应用
  4. 2超声波系统注意事项
    1. 2.1 超声波系统简介
    2. 2.2 超声回波和信号处理
    3. 2.3 传感器类型
    4. 2.4 传感器拓扑
    5. 2.5 传感器频率
    6. 2.6 传感器驱动(变压器驱动和直接驱动)和电流限制
    7. 2.7 脉冲计数
    8. 2.8 最小检测范围
  5. 3哪些因素会影响超声波感测?
    1. 3.1 传输介质
    2. 3.2 声阻抗
    3. 3.3 雷达截面
    4. 3.4 环境条件(温度、湿度、碎屑)
    5. 3.5 器件选择
  6. 4其他资源
  7. 5修订历史记录

声阻抗

声波可以穿过各种类型的介质来探测声阻抗严重失配的物体。声阻抗 (Z) 定义为密度和声速的乘积。与大多数液体或固体相比,空气的声阻抗要低得多。

表 3-1 目标材料的声阻抗
材质密度
Equation2. GUID-AD2F8F7A-A774-4329-9BD8-F640EAE198CB-low.gif
声速
Equation3. GUID-C85C69DA-039F-437A-813B-873F52D30C40-low.gif
声阻抗
Equation4. GUID-A43FD4F4-B845-43FD-982D-8632F0D778A3-low.gif
空气1.33300.00429
100014501.45
肌肉107515901.70
2700632017.1
7700590045.43
7800590046.02
19320324062.6
皮肤110915401.6

两个物体之间声阻抗 (Z) 的差异定义为阻抗失配(请参阅Equation5)。阻抗失配越大,在两种介质之间的界面进行反射的能量所占的百分比就越大。

Equation5. GUID-18959EBE-F1A7-4535-892B-97684EFB6E1D-low.gif

示例 1:空气和皮肤:

GUID-CC9F8BF0-9202-4916-B734-AEDACFF11373-low.png图 3-2 皮肤和空气界面的反射系数

空气的声阻抗为 0.00429,皮肤的声阻抗为 1.6。将这些值放入反射系数中将得出Equation6

Equation6. GUID-89226AEE-0521-4E0C-AB81-8E9A208BBC64-low.gif

在每个界面上执行这一计算将决定有多少能量被反射回来,有多少能量在材料中被吸收,以及有多少能量穿透界面。

示例 2:水和钢:

GUID-E8F5E07E-E3E7-4163-BC09-2AE306EBF4B5-low.png图 3-3 水和钢界面的反射系数

同样,对于基于液体的检测,使用相同的方程式(Equation6),水和钢界面反射回 88% 的传输回波。