超声波传感器在流量测量与无损探伤中的应用

"测量流量原理分类-自动检测技术及应用（第2版）课件 （第七章 超声波传感器）" 本章内容主要围绕超声波传感器在测量流量和其他应用中的原理和技术展开。时间差法是超声波测量流量的一种常见方法，它通过比较超声波在流体顺流和逆流传播时的时间差来计算流速，进而得出流量。具体来说，安装在管道上下游的超声波发射和接收探头F1、T1以及F2、T2，分别用于探测超声波在流体中的顺流和逆流速度，时间差Δt与流速和管道截面积相关，可用于精确计算流量。 超声波传感器的工作基于超声波的物理特性，如良好的指向性和能量集中。1MHz的超声波能量远高于同等振幅的可闻声波，这使得超声波能够穿透较厚的介质，如金属，同时在遇到界面时产生显著的反射和折射。这些特性使其在无损探伤、医学检查、清洗等领域有着广泛的应用。 在超声波传感器的结构中，换能器是关键组件，它可以将电信号转换为超声波信号或反之。耦合技术则是确保超声波有效传输至被测介质的关键。换能器通常由压电陶瓷或磁致伸缩材料制成，它们在电压作用下产生振动，产生超声波。此外，耦合剂用于填充换能器与被测物体之间的空隙，减少能量损失。 超声波在检测技术中的应用非常多样。例如，超声波探鱼器利用超声波的反射原理来确定水下物体的位置；在医学中，B超成像依赖于超声波的反射和折射，为医生提供胎儿等体内结构的影像。超声波清洗则利用“空化作用”，即超声波在液体中形成并破裂气泡所产生的冲击波，有效清除工件表面的污垢。 无损探伤是超声波技术的另一个重要应用领域，它能在不破坏材料的情况下检测其内部缺陷。通过发送超声波并通过接收反射回波来分析材料内部结构，这种方法常用于检查金属构件的裂纹或缺陷。 超声波传感器是自动检测技术中的重要工具，其工作原理和应用涵盖了流量测量、无损探伤、医学成像、清洗等多个领域，充分体现了超声波在现代科技中的价值和实用性。