美國banner邦納超聲波傳感器

美國banner擁有四十多年的產品研發和市場開拓經驗的美國邦納公司是專業的傳感、檢測和自動化技術方案提供者。邦納擁有同行業中zui為強大的研發能力，位于美國的研究開發中心不斷更新邦納產品，在邦納，從事研究開發的員工占員工總數的20%。豐富的產品選擇、迅速的交貨期及強大的確保了邦納行業者的地位。

美國邦納超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，或者超聲探頭。
超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）等。
邦納超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，使用前必須預先了解它的性能。

行業分析
邦納光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區的光相互作用后，導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)發生變化，成為被調制的信號光，在經過光纖送入光探測器，經解調后，獲得被測參數。
由于在傳統終端市場的應用可能性擴大以及新應用領域的新興機會所推動，2013年光纖傳感器市場規模為18.9億美元。預計，到2020年，光纖傳感器市場預計達35億美元(約合人民幣217.2億元)。
傳統終端市場包括航空航天、國防、石油天然氣開采、基礎設施發展和電信行業。傳統終端市場的發展將繼續推進光纖傳感器市場的增長。通信行業從3G到4G網絡的持續過渡、關注智能結構的增長、基礎設施建設的新興增長、石油天然氣領域的發展都為市場增長提供了重要機遇。
尤其是在新興市場中，如中國和印度，增長的制造活動、上升的汽車需求、穩定的基礎設施建設活動以及國防支出的增加，都成為光纖傳感器行業發展的驅動因素。
美國邦納光纖傳感器網的三種基本構成
banner光纖傳感器網有三種基本構成，其中一個叫單點式傳感器。一根光纖在這里僅僅起到傳輸的作用，另外一種叫多點式傳感器，在這里一根光纖把很多傳感器串起來，這樣很多傳感器可以共用光源實現網絡性監測。再有就是智能。 

性能指標
1、工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量zui大，靈敏度也zui高。
2、工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。
3、靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高；反之，靈敏度低。
系統構成
由發送傳感器(或稱波發送器)、接收傳感器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器傳感器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量并向空中幅射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接收器的輸出，從而對發送的超進行檢測.而實際使用中，用發送傳感器的陶瓷振子的也可以用做接收器傳感器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。超聲波傳感器電源(或稱信號源)可用DC12V±10%或24V±10%。

技術應用
邦納超聲波傳感技術應用在生產實踐的不同方面，而醫學應用是其zui主要的應用之一，以醫學為例子說明超聲波傳感技術的應用。超聲波在醫學上的應用主要是診斷疾病，它已經成為了臨床醫學中*的診斷方法。超聲波診斷的優點是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的準確率高等。因而推廣容易，受到醫務工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基于不同的醫學原理，其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質界面是，在該界面就產生反射回聲。每遇到一個反射面時，回聲在示波器的屏幕上顯示出來，而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。
在工業方面，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。過去，許多技術因為無法探測到物體組織內部而受到阻礙，超聲波傳感技術的出現改變了這種狀況。當然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上，“悄無聲息"地探測人們所需要的信號。在未來的應用中，超聲波將與信息技術、新材料技術結合起來，將出現更多的智能化、高靈敏度的超聲波傳感器。
遙控開關超聲波遙控開關可控制家用電器及照明燈。采用小型超聲波傳感器（Φ12-Φ16),工作頻率在40KHZ,遙控距離約10米.遙控器的發送，這是由555時基電路組成的振蕩器,調整10KΩ電位器，使振蕩頻率為40KHZ，傳感器接在③腳，接下按鈕時，發送出超聲波，接收電路。電源由220V經電容降壓、整流、濾波、穩壓后獲得12V工作電壓。由于是非隔離電源，要整個電路用塑料外殼封裝，以防觸電（在調試時也應注意）。信號由超聲波接收器接收，經Q1、Q2放大（L、C諧振槽路調諧在40KHZ）。放大后的信號去觸發由Q3、Q4組成的雙穩態電路，Q5及LED作為觸發隔離，并可發光顯示。由于雙穩態在開機時有隨機性，故加一清零按鈕。Q5輸出的觸發信號使雙向可控硅導通，負載接通。要負載斷路，則要按一次發送鈕。

液位指示及控制器由于超聲波在空氣中有一定的衰減，則發送到液面及從液面反射回來的信號大小與液位有關，液面位置越高，信號越大；液面越低則信號就小。接收到的信號經BG1、BG2放大，經D1、D2整流成直流電壓。當4.7KΩ上的電壓超過BG3的導通電壓時，有電流流過BG3，電流表有指示，電流大小與液面有關。當液位低于設置值時，比較器輸出為低電平。BG不導通，若液位升到規定位置，比較器翻轉，輸出高電平。BG導通，J吸合，可通過電磁閥將輸液開關關閉，以達到控制的目的（高位控制）。
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美國banner光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區的光相互作用后，導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)發生變化，稱為被調制的信號光，再過利用被測量對光的傳輸特性施加的影響，完成測量.
1.光纖的結構
2.光纖的傳光原理
3.光纖傳感器工作原理
(1)功能型--利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成
(2)傳光型--光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化。
光纖傳感器的測量原理有兩種。
(1)物性型光纖傳感器原理，物性型光纖傳感器是利用光纖對環境變化的敏感性，將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應，即光纖在外界環境因素，如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時，其傳光特性，如相位與光強，會發生變化的現象。
因此，如果能測出通過光纖的光相位、光強變化，就可以知道被測物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型光纖傳感器。激光器的點光源光束擴散為平行波，經分光器分為兩路，一為基準光路，另一為測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動等)引起光纖長度的變化和相位的光相位變化，從而產生不同數量的干涉條紋，對它的模向移動進行計數，就可測量溫度或壓等。
(2)結構型光纖傳感器原理，結構型光纖傳感器是由光檢測元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統。其中光纖僅作為光的傳播媒質，所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。

光纖傳感器。
多點式光纖傳感器，從外表看就是一節光柵，通過紫外線照射發現有周期性的間隔。當有光纖入射的時候，如果光纖的波長正好等于間隔的兩倍，那么這個光波將會受到強烈的反射，而如果光纖受到溫度變化或者應變等等，這個反射波長將會發生變化，這種傳感器在一根光纖上可以做很多個，把它連接起來就可以用于各種各樣的傳感應用。
因為光纖是軟的，它可以兩維、三維，所以橫軸是空間的位置，縱軸是測量對象。這樣一個傳感網解決了什么問題呢?它解決了在什么位置上發生了什么事情，那個事情有多少個強度的問題，也就是提供了兩維的信息。這就是智能光纖

傳感器所需要解決的問題，它有非常突出的特點要求，包括體積小、強度高、穩定性好，可植入材料中。抗電磁干擾、耐環境。
banner光纖傳感器已經成功應用于飛機結構監測。我們看到A-380和波音787，它們的特點是超過一半數量是碳纖維，比如說碳纖維符合樹脂有幾種缺失，一個是層與層之間的剝離，由于這種材料比較強，所以很難像鋁合金材料那樣實行碳酸檢測，所以研究人員現在開始研究把光纖傳感器埋到復合材料當中去，由于這種材料一層大概125微米的厚度，所以這種光纖傳感器必須是特別細小的光纖傳感器，大概直徑在50個微米左右。

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