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超声波与传感器的工作原理详细说明
韩刚龙
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1 超声波简介
我们把频率高于 20KHz 的声波称为超声波，超声波具有良好的方向性和穿透能力，特别是在水中，传播距离更远。无论是在军事上、农业上还是在生活中都有广泛的应用，可以用来测速度、测距离、消毒杀菌、清洗、焊接等。人耳能听到的超声波频率范围大概是 20Hz-20KHz，超声波的频率大于人类听觉上限，因此叫做“超声波”。超声波与普通声波一样，也具有反射、折射、衍射、散射等特点，但是超声波的波长较短，有的是几厘米，最低可至千分之几毫米。波长越短，声波的衍射特性就越差，可以在介质中稳定地进行直线传播，因此波长较短的超声波具有很强的直线传播能力。众所周知，声音在空气中传播时，会推动空气中的粒子振动做功，而声波功率的大小表示声波做功快慢，在相同环境下，声波的频率越高功率就越大。超声波的频率大于 20KHz，因此超声波的功率较高。超声波主要有两个参数：频率：F≥20000Hz（通常把 F≥15000Hz 的声波也称为超声波）；功率密度：p=发射功率（W）/ 发射面积（cm2）；通常 p≥0.3w/cm。
超声波具有如下特性：
（1） 超声波具有在气体、液体、固体等介质中进行效传播的能力。
（2） 超声波具有很强的传递能量的能力。
（3） 超声波具有反射特性，还会产生干涉、叠加和共振现象。
（4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生空化现象和强烈的冲击。
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