《传感器技术与应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第9章 波式传感器（超声波及其物理性质、微波传感器）

第9章波式传感器 2021/2/8

2021/2/8 1 第9章 波式传感器

引言 超声波技术是一门以物理、电子、机械及材料 学为基础的,各行各业都使用的通用技术之一。 它是通过超声波产生、传播以及接收这个物理 过程来完成的。超声波在液体、固体中衰减很 小,穿透能力强,特别是对不透光的固体,超 声波能穿透几十米的厚度。当超声波从一种介 质入射到另二种介质时,由于在两种介质中的 传播速度不同,在介质面上会产生反射、折射 和波型转换等现象。超声波的这些特性使它在 检测技术中获得了广泛的应用,如超声波无损 探伤、厚度测量、流速测量、超声显微镜及超 声成像等。 2021/2/8

2021/2/8 2 引言 ◼ 超声波技术是一门以物理、电子、机械及材料 学为基础的，各行各业都使用的通用技术之一。 它是通过超声波产生、传播以及接收这个物理 过程来完成的。超声波在液体、固体中衰减很 小，穿透能力强，特别是对不透光的固体，超 声波能穿透几十米的厚度。当超声波从一种介 质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的 传播速度不同，在介质面上会产生反射、折射 和波型转换等现象。超声波的这些特性使它在 检测技术中获得了广泛的应用，如超声波无损 探伤、厚度测量、流速测量、超声显微镜及超 声成像等

91超声波及其物理性质 911超声波的基本概念 1.超声波的概念和波形 ■机械振动在弹性介质内的传播称为波动,简称 为波。人能听见声音的频率为20Hz~20kHz, 即为声波,超出此频率范围的声音,即20Hz 以下的声音称为次声波,20kHz以上的声音称 为超声波,一般说话的频率范围为100Hz 8kHz。 n超声波为直线传播方式,频率越高,绕射能力 越弱,但反射能力越强 2021/2/8

2021/2/8 3 9.1超声波及其物理性质 ◼ 1．超声波的概念和波形 ◼ 机械振动在弹性介质内的传播称为波动，简称 为波。人能听见声音的频率为20Hz～20kHz， 即为声波，超出此频率范围的声音，即20Hz 以下的声音称为次声波，20kHz以上的声音称 为超声波，一般说话的频率范围为100Hz～ 8kHz。 ◼ 超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力 越弱，但反射能力越强 9.1.1 超声波的基本概念

声波频率的界限划分 次声波 声波 超声波 微波 音乐 语言1 10 升Hz 2021/2/8

2021/2/8 4 声波频率的界限划分

波的分类 1.次声波 次声波是频率低于2赫兹的声波,人耳听不到, 但可与人体器官发生共振,7~8Hz的次声波会引起人 的恐怖感,动作不协调,甚至导致心脏停止跳动。 2021/2/8 5

2021/2/8 5 声波的分类 1.次声波 次声波是频率低于20赫兹的声波，人耳听不到， 但可与人体器官发生共振，7~8Hz的次声波会引起人 的恐怖感，动作不协调，甚至导致心脏停止跳动

美妙的音乐可使人陶醉。 2021/2/8

2021/2/8 6 2.可闻声波 美妙的音乐可使人陶醉

3超声波 蝙蝠 能发出和 听见超声 波 2021/2/8

2021/2/8 7 3.超声波 蝙蝠 能发出和 听见超声 波

超声波与可闻声波不同, 聚焦,具有能量集中 的特点 超声波加湿器 超声波雾化器 2021/2/8

2021/2/8 8 超声波与可闻声波不同， 它可以被聚焦，具有能量集中 的特点。 超声波加湿器 超声波雾化器

声波的波型 (1)纵波一质点振动方向与波的传播方 向一致的波。 (2)横波一质点振动方向垂直于传播方 向的波。 (3)表面波一质点的振动介于横波与纵 波之间,沿着表面传播的波。 横波只能在固体中传播,纵波能在固体、液体和气体中传播,表 面波随深度增加衰减很快。为了测量各种状态下的物理量,多采 用纵波。 2021/2/8

2021/2/8 9 声波的波型 ◼ （1）纵波—质点振动方向与波的传播方 向一致的波。 ◼ （2）横波—质点振动方向垂直于传播方 向的波。 ◼ （3）表面波—质点的振动介于横波与纵 波之间，沿着表面传播的波。 ◼ 横波只能在固体中传播，纵波能在固体、液体和气体中传播，表 面波随深度增加衰减很快。为了测量各种状态下的物理量，多采 用纵波

密集 密集 稀疏 稀疏 波 波峰波谷 波长 AAAAAA RAREFACTON COMPRESSIOI SINE WAVE CYO 2021/2/8 10

2021/2/8 10 纵波