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超聲波傳感器在墻面平整度測量中的應用 - 新世聯傳感器

更新時間：2013-07-08 14:57:25

應用介紹


一、引言

在建筑施工中，墻面的平整度是評判建筑物質量的重要指標之一。關于墻地磚的質量指標，表 面平整度也是重要的幾何精度之一。房屋裝修中，墻 面刮膩子的主要作用之一也是提高平整度。由此可見 墻面平整度測量的重要性和普遍性。隨著測試技術要 求的不斷提高，對表面微觀形貌的測試是精密測量技 術的一個重要分支，近年來已經得到了很大的發展。

目前，墻面平整度測試的方法主要有接觸式測量 和非接觸式測量[1]。接觸式測量，其測量原理直觀， 物理圖像清晰，因此被廣泛采用；缺點是其測量結果 不僅與被測表面的輪廓有關，還受接觸面幾何形狀、 測量處應力大小的影響，對膜的表面易造成損傷。非 接觸式測量伩器一般需要借助光學設備[2]，具有測量 速度快、對表面無損傷的優點，已得到廣泛應用；但 缺點是受環境光線、接觸面反射率強弱影響很大，數 據處理復雜。

超聲波傳感器具有原理簡單、測量噪聲小、設計 靈活、價格低廉等特點，已在許多物理量的測量（如 距離、流速、結構等）中獲得成功應用。由于超聲波 指向性好、能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠， 經常用于距離的測量，是一種非接觸測距技術。其優

點是測量迅速方便、計算簡單、易于做到實時控制， 在測量精度方面能達到工業實用的要求[3]，可以應用 于平整度的測量中且不受光學環境的影響[1。

本文通過分析超聲波傳感器的工作原理，設計出 實驗測量方案，定量分析了不同反射率的被測墻面、 傳感器的軸間距對輸出的具體影響。在實際測量中被 測物、軸間距預先設定不可隨時更改，這就需要選定 合適的測量點。本文中我們研究了其對測量的影響， 給出了參考值，有助于實際測量。

二、工作原理及測量方案

物體的振動是產生波的源泉。波的頻率取決于物 體的振動頻率。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機 械波（高于20kHz)，通常以縱波的方式在彈性介質 內傳播。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著的反射 形成反射波，碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲 波在空氣中傳播的速度為：

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