成功案例
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水下通讯为何用超声波？
水下电磁波，光波衰减很大，目前远距离只有用超声波是比较适合在水下远距离传播的。
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超声波测距有哪些方面的误差问题？
最主要的是温度影响的误差。一个是温度补偿的精确度，还有一个是环境的温度梯度。另外就是设备本身时间采集精度，环境的压力，湿度，风速风向等。如果在工业场合，气体的成分也是影响误差的很重要的因素。
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超声波在空气中的传播速度受温度影响吗？
肯定的，在-20～60度范围内，温度变化1度，声速变化约为0.6m/S。
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什么是超声测距？
测量超声波在媒介中某一空间往返传播的时间，并根据该媒介中声速来确定被测空间距离的一种超声检测技术，利用这种原理，可以制成各种超声测距装置。如超声测厚仪、超声测深仪、超声液位计、超声料位仪，以及超声导盲器等。
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什么是超声探头？
把电信号转换为超声发射到被检物体（在超声工业检测中是各种工件、材料等；在超声医学中是人体、生物体体组织等）中，或者接收被检物体中的超声并把它转换为电信号，或者兼有上述发/收两种功能的超声换能器。广义上讲，探头还包括它的所有附加部分，如一体化配用电路、机械支架等。
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超声波液位计现场显示与PLB显示不一致怎么回事?
这是个非常常见的现象。因为你超声波液位计输出的信号在DCS或者PLB的对应上没做，所以显示会有差异。例如，你的超声波液位计4-20mA在仪表这边对应的是0-7米的量程，0米时候输出4mA满量程7米输出20mA.而在DCS里面设定的是对应0-10米。那显示就不对应了。在显示仪表上也是如此的，你需要设定满度和零点。
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换能器中的波束宽度
波束宽度 ：指主波束指向性函数在主极大两侧下降到主极大值的0.707（半功率点）的夹角；换能器近侧的超声波束宽度与声源直径相近似，平行而不扩散。
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液体中超声波换能器功能
1.测距：测深仪、水下定位、防撞。
2.测流速：测量流速，还可以换算为流量。
3.数据传输：水下通讯、水下数据传输、水下对讲。
4.其他：探测水下目标(用声纳找潜艇)、追踪(鱼雷)、地形地貌扫描、水下物体成像。 -
超声波换能器工作功率如何计算
在购买我们换能器的用户里面，有很多用户会问到超声波换能器的功率是多少？
说到功率，首先要知道超声波换能器的工作方式：
1.第一种是脉冲工作，也就是发射一次，就停一下，再发射一次，再停一下。
2.第二种是连续工作，也就是一直发射，除非停止工作。其实计算功率，是跟我们平时一样的，使用的公式是“电压×电流=功率”。
比如：1只105Khz的空气换能器，工作电压是100V，通过电流是0.5A，功率就是100V×0.5A=50W。
由于在脉冲工作条件下，脉冲电流瞬间不好测量，如果不知道具体电流是多少，
那就直接用“工作电压×工作电压÷换能器电阻”。
比如：1Mhz的水声换能器，工作电压是20V，换能器电阻是15欧姆，那么功率就是20V×20V÷15欧姆=26.6W。
在水下工作的换能器，连续工作的功率可以接近脉冲工作的功率，连续工作的功率可以达到脉冲工作功率的70～90%。在空气中工作的换能器，连续工作的功率跟脉冲工作的功率相差很大，连续工作的功率只有脉冲工作功率的5～10%。因为换能器在连续工作的情况下，会有发热现象，在水中，水是热的良好导体，可以迅速带走热量，所以连续工作的功率可以做得很高。但是在空气中，换能器发热量大了，没法迅速散热，换能器很容易损坏。一般只做到脉冲工作功率的十分之一～二十分之一。
作为做电路的人来说，总是希望换能器的电阻大一些，这样他的发射电路好做，发射电流可以做得小一些。
实际这样也没有什么意义，换能器阻抗大了，看着电压上去了，发射功率是电压的平方除以阻抗。实际发射功率没有上去。 -
超声波测距的原理
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。 测距的公式表示为：L=C×T 式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。 超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。 由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
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水下机器人用超声波开发板传输指令有哪些疑问呢？
水下机器人用超声波开发板传输指令有哪些疑问呢？
1.要怎么做通讯？
超声波开发板只是建立基本的硬件，发射和接收。通讯的软件部分需要您编写。
2.传输速率
超声波开发板只能用于每秒300bit以下的传输，属于低速率传输。
3.如果我多台设备下海，相互之间会不会干扰。
如果同样的软件，相互之间会干扰；这就需要给每个设备做一个编码，通过编码来识别每台机器人。
以上的这几个问题希望对研发者有或多或少的帮助。 -
四款超声波燃气表换能器测试报告
测试内容：DYA-200-01A、DYA-200-01TL、DYA-200-01TM、DYAL-200-01F四款换能器测试；
测试条件：
带载驱动电压：12V、16V、24V、90V；
驱动脉冲个数：15个；
测试方式：100毫米间距，一发一收测试；
接收信号：不经过电路处理，直接连接到示波器显示。
测试结果：
一、DYAL-200-01F型换能器：
驱动电压 驱动频率 接收信号
12 V 200 KHz 15.2 mV
16 V 200 KHz 18.4 mV
24 V 200 KHz 30.4 mV
90 V 200 KHz 50.0 mV
二、DYA-200-01TM型换能器：
驱动电压 驱动频率 接收信号
12 V 200 KHz 5.2 mV
16 V 200 KHz 8.8 mV
24 V 200 KHz 10.0 mV
90 V 200 KHz 36.0 mV
三、DYA-200-01TL型换能器：
驱动电压 驱动频率 接收信号
12 V 200 KHz 25.6 mV
16 V 200 KHz 31.2 mV
24 V 200 KHz 44.8 mV
90 V 200 KHz 112.0 mV
四、DYA-200-01A型换能器：
驱动电压 驱动频率 接收信号
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水声换能器的工作原理
水声换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。 声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。水声换能器能把声能和电能（或者两种不同形式的能量）进行互相转换的器件称为换能器。在水声设备中多数采用电——声转换；因为这种转换方式最便于人工控制。在水下使用的换能器称为水声换能器。由电子振荡器产生电信号激发换能器产生机械振动，由此推动水介质向水中发射声波的换能器称为发射换能器。反之，在声波的激励下换能器产生振动把声能转变为电能的换能器称为接收换能器或水听器。
换能器由于用途和使用的不同而有不同的分类，这里谨对水声换能器许多国家均把水声换能器划属超声换能器之例。水声换能器经常按工作频带进行分类，此外，还可以按功率、压力等大小进行分类。
按频率高低有低频换能器、中频换能器和高频换能器之分。
低频换能器的频率范围，大体为数十赫兹到4千赫兹， 如拖曳线列阵工作频率为数十赫到数千赫；中频换能器频率范围大体为3.5千赫到50千赫，舰船用主动声换能器多在此频段范围内；高频换能器频率范围大体为45千赫到3000千赫以上。连续功率达到2KW以上的换能器称为高功率高功率换能器；而静水压大于1MPα的称为高压力换能器； 此外还有作水声计量用的标准发射器和标准水听器等。 -
窨井液位计和下水道液位计
用于窨井和下水道里面测量的超声波水位计，是一种非接触式、高性价比、易安装维护的物位测量仪器。它不必接触介质就能满足大部分市政管网观测井水位测量要求。
窨井测量跟工业现场水位测量有很大不同
1.测量要用非接触方式
①非接触测量是窨井清淤过程的需要。
在我国国内城市的市政管网中，窨井是间隔一段时间就要去清淤，清淤过程常见方式是使用长柄污泥勺来挖取窨井底部的淤泥，而且清理的工人是不会注意保护水下设备的。即使是使用抽水车的橡胶管来抽取污泥，也会把水中设备吸进管道。因此如果是接触式的测量方式，跟污水接触的部分就会被损坏。
②非接触式测量是市政管道清理的需要。
市政管道每经过一定时间，就会积累一定数量的污泥、沙石、垃圾等，现有的清理方式无非是高压水冲洗、机械清理两种。前者用高压水枪来把管道内的污泥垃圾等冲洗到窨井内，后者是用缆绳拉动跟管道差不多大的清理器来把管道内的污泥垃圾排出来到窨井内，最后都是要打捞出来。这两种方式都会对接触式测量设备造成损坏，使接触式测量设备的报废率居高不下。
2.设备供电不能使用外供电
市政管道和窨井，绝大多数都在道路上，设备供电如果使用市电供电，就需要电缆连接，电缆从窨井上出来跟路边的供电电缆，那么损坏率可想而知。
如果在窨井内布设专用供电电缆，不仅费用高昂，而且考虑到定期的清淤需要，电缆如果损坏，对人身安全的威胁就无法避免。就是现在野外常用的太阳能供电方式，也因为以上原因，而无法在市政管网上使用。所以剩下只有用电池供电。
3.设备的信号传输
在看过“2.设备供电不能使用外供电”后，就明白在现在国内市政的实际情况下，没法使用有线传输。
无线传输我们使用的是GPRS方式，覆盖广，费用低。
在实际试验后，数传电台、wifi、短波通讯、长波通讯都没有通过检验，只有GPRS是目前来说可靠率最高的方式
4.设备的其他要求
体积要求：因为设备是安装在窨井内，窨井内空间很小，窨井内水位高低是随时变化，所以设备最好是安装在窨井井口，在井口，工人经常会打开井盖来工作，那么对于体积要求较小，对工人工作的干扰要减少。
防水要求：因为在大雨时候，雨水进入窨井内是跟 -
接收换能器的性能指标？
接收灵敏度：
（1） 畸变系数r（伽马）：当接收器放入声场后，声波会在接受器表面发生衍射，实际作用在接收器表面的声压Pr与入射波声压Pf（自由场声压）之比。
（2） 自由场电压灵敏度：换能器输出端的开路电压eoc与放入换能器前的放置换能器处自由场声压的比值。
（3） 自由场电流灵敏度：换能器输出的短路电流与Pf的比值。
等效噪声声压：
（1） 自噪声：压电陶瓷在一定的温度下内部分子热运动产生的噪声。
（2） 等效噪声声压：设有一正弦波入射到水听器上，输出电压的有效值等于水听器自噪声在1Hz带宽上的均方根电压值，则入射电压的有效值称为等效噪声电压。 -
指向性因数：
在声轴上，某一远场处的声强与同距离各方向的平均声强比。Rθ=I0/I 平均= P0*P0/P*P平均
其物理意义为：一个有指向性的发射器，在主波束方向上，其远场中某距离处的声强比同等功率下的无指向性发射器在同一点处产生的声强大Rθ倍。 -
超声波物位计安装时如何防止干扰现象？
超声波物位计在与变频器、PLC等有干扰的设备连接时，电源部分要加隔离变压器，信号部分要加信号隔离器，并做可靠接地处理。
信号线不可与动力线、电源线在同一个线槽内，要单独穿金属管安装，或者是远离动力线和电源线安装，在没有穿管安装的前提下，距离动力线、电源线距离至少1米以上。 -
超声波测距传感器小常识
超声波距离传感器技术应用
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波
检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
超声波距离传感器可以广泛应用在物位（液位）监测，机器人防撞，各种超声波接近开关，以及
防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便， 防水型，发射夹角较小，灵敏度高，方便与工业显示仪表
连接，也提供发射夹角较大的探头。
检测模式
超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式。位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到被测物。还有部分超声波传感器采用对射式的检测模式。一套对射式超声波传感器包括一个发射器和一个接收器，两者之间持续保持“收听”。位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波，从而传感器将产生开关信号。
检测范围和声波发射角：
超声波传感器的检测范围取决于其使用的波长和频率。波长越长频率越小，检测距离越大，如具有毫米级波长的紧凑型传感器的检测范围为300~500mm波长大于5mm的传感器检测范围可达8m。一些传感器具有较窄的6º声波发射角，因而更适合精确检测相对较小的物体。另一些声波发射角在12º至15º的传感器能够检测具有较大倾角的物体。此外，我们还有外置探头型的超声波传感器，相应的电子线路位于常规传感器外壳内。这种结构更适合检测安装空间有限的场合
盲区
直接反射式超声波传感器不能可靠检测位于超声波换能器前段的部分物体。由此，超声波换能器与检测范围起点之间的区域被称为盲区。传感器在这个区域内必须保持不被阻挡。
空气温度与湿度
空气温度与湿度会影响声波的行程时间。空气温度每上升20ºC，检测距离至多增加3.5%。在相对干燥的空气条件下，湿度的增加将导致声速最多增加2%。 -
超声波燃气表换能器
自20世纪90年代，气体超声波燃气表开始应用，包括时差式超声波流量计、频差式超声波流量计、插入式超声波流量计等。 超声波燃气表由于其全电子机构特点，与以往的机械表相比在机械噪音、精度、量程、可重复性以及寿命、维护上都有着绝对优势。
机械式膜式燃气表的优点是技术成熟、计量可靠、质量稳定，但其结构复杂、体积大，安装费用较高，人工抄表花费大，这些缺点使其发展受到了一定的阻碍。
现在国内市面上的超声波燃气表的探头主要进口于日本、欧洲等地区。国内燃气表厂家也开始准备国产化。对燃气表的测量组分进行调整，超声波气体流量技术对煤气、天然气等较为干净的气体进行计量，其优势更不在话下了。
不难看出，超声波燃气表较传统皮膜燃气表而言，在精度、量程、可重复性、耐腐蚀、抗压力、使用寿命等方面，都有这无可比拟的优势，是传统膜式燃气表的最佳替代产品，也是燃气公司提高管理和效益的优先选择。
我司生产的200KHZ换能器提供给了国内大大小小的燃气表厂家做研发试验，并有部分开始小批量应用。
热线电话：0591-28082552
闽公网安备 35011102350219号