第一篇：超聲波傳感器選型要點(diǎn)與典型的應(yīng)用舉例

超聲波傳感器的基本原則

超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng)，產(chǎn)生高頻人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲波來(lái)進(jìn)行感應(yīng)的，如果這聲波碰到了某個(gè)物體，傳感器就能接收到返回波。傳感器通過(guò)聲波的波長(zhǎng)和發(fā)射聲波以及接收到返回聲波的時(shí)間差就能確定物體的距離，比較具有代表性的，一個(gè)傳感器可以通過(guò)按鈕的設(shè)定來(lái)?yè)碛薪嚯x和遠(yuǎn)距離兩種設(shè)定，無(wú)論物體在那一種界限里，傳感器都可以檢測(cè)到。例如：超聲波傳感器可以安裝在一個(gè)裝液體的池子上，或者是一個(gè)裝小球的箱子上，向這個(gè)容器發(fā)出聲波，通過(guò)接收到返回波的時(shí)間長(zhǎng)短就能確定這個(gè)容器是滿的、空的或者是部分滿的。

超聲波傳感器還有使用的是獨(dú)立的發(fā)射器和接收器的型號(hào)，當(dāng)檢測(cè)緩慢移動(dòng)的物體，或者需要快速響應(yīng)或者在潮濕環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，這種對(duì)射示或者叫分離式的超聲波傳感器就非常適用。在檢測(cè)透明物體、液體，檢測(cè)光滑、粗糙和有光澤的，半透明材料的物體表面，和檢測(cè)不規(guī)則物體時(shí)，超聲波傳感器都是首選。超聲波傳感器不適用的情況有：戶外，極熱的環(huán)境，有壓力的容器內(nèi)，同樣不能檢測(cè)有泡沫的物體。

超聲波傳感器選型要點(diǎn)：

范圍和尺寸:被檢測(cè)的物體的尺寸大小會(huì)影響超聲波傳感器的最大有效范圍，傳感器必須探測(cè)到一定級(jí)別的聲波才能被激勵(lì)輸出信號(hào)hwgy.lightjh.com,一個(gè)較大的物體可以將大部分聲波反射給傳感器，所以傳感器可以在它的最大限度內(nèi)對(duì)此物體進(jìn)行感應(yīng),而一個(gè)小物體只能反射很少的聲波，這樣就明顯地減小了感應(yīng)的范圍。

被測(cè)物:能運(yùn)用超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)的最理想的物體應(yīng)該是大型、平坦、高密度的物體，垂直放置面對(duì)著傳感器感應(yīng)面。最難檢測(cè)的是那些面積非常小,或者是可以吸收聲波的材料制作的，比如泡沫塑料,或者是角面對(duì)著傳感器的。一些比較困難被檢測(cè)的物體可以先對(duì)物體的背景表面進(jìn)行示教,再對(duì)放在傳感器和背景之間的物體作出反應(yīng)。

用于液體測(cè)量時(shí)需要要液體的表面垂直面對(duì)超聲波傳感器，如果液體的表面非常不平整，那么傳感器的響應(yīng)時(shí)間要調(diào)的更長(zhǎng)一些，它會(huì)將這些變化做個(gè)平均,可以比較固定的讀取。

在Retrosonic模式下使用超聲波傳感器，使得探測(cè)不規(guī)則物體也成為可能，在retrosonic模式下,超聲波傳感器可以先探測(cè)一個(gè)平整的背景,如一面墻，當(dāng)任何物體通過(guò)傳感器和墻之間的時(shí)候，就會(huì)阻礙聲波,傳感器感應(yīng)到了中斷，便會(huì)意識(shí)到出現(xiàn)了物體。

振動(dòng):無(wú)論是傳感器本身還是周圍機(jī)械的振動(dòng)，都會(huì)影響距離測(cè)量的精確度，這時(shí)可以考慮采取一些減震措施，例如：用橡膠的抗震設(shè)備給傳感器做一個(gè)底座,可以減少振動(dòng)，用固定桿也可以消除或者最大程度的減少振動(dòng)。

衰減:當(dāng)周圍環(huán)境溫度緩慢變化的時(shí)候，有溫度補(bǔ)償?shù)某暡▊鞲衅骺梢宰龀稣{(diào)整，但是如果溫度變化過(guò)快，傳感器將無(wú)法做出調(diào)整。

誤判:聲波可能會(huì)被附近的一些物體反射，比如導(dǎo)軌或者固定夾具，為了確保檢測(cè)的可靠性，必須減少或者排除周圍物體對(duì)聲波反射的影響,為了避免對(duì)周圍物體的錯(cuò)誤檢測(cè)，許多超聲波傳感器都有一個(gè)LED指示器來(lái)引到操作人員進(jìn)行安裝，來(lái)確保這個(gè)傳感器被正確的裝好，減少出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

超聲波傳感器的典型應(yīng)用舉例

超聲波傳感器曾經(jīng)被認(rèn)為操作太過(guò)困難或者過(guò)于昂貴，但隨著成本的降低和方便的運(yùn)用,越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)已經(jīng)將超聲波傳感器融入進(jìn)去。超聲波傳感器的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域包括探測(cè)填充狀況，探測(cè)反光物體和物質(zhì),控制環(huán)繩的膨脹和測(cè)量距離，

第二篇：傳感器原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)要點(diǎn)

第一章 傳感器的一般特性

1.傳感器技術(shù)的三要素。傳感器由哪3部分組成？ 2.傳感器的靜態(tài)特性有哪些指標(biāo)？并理解其意義。3.畫(huà)出傳感器的組成方框圖，理解各部分的作用。

4.什么是傳感器的精度等級(jí)？一個(gè)0.5級(jí)電壓表的測(cè)量范圍是

0~100V，那么該儀表的最大絕對(duì)誤差為多少伏？

5.傳感器工作在差動(dòng)狀態(tài)與非差動(dòng)狀態(tài)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？靈敏度、非線性度？

第二章應(yīng)變式傳感器

6.應(yīng)變片有那些種類？金屬絲式、金屬箔式、半導(dǎo)體式。7.什么是壓阻效應(yīng)？

8.應(yīng)變式傳感器接成應(yīng)變橋式電路的理解、輸出信號(hào)計(jì)算。應(yīng)變片

橋式傳感器為什么應(yīng)配差動(dòng)放器？

9.掌握電子稱的基本原理框圖，以及各部分的作用。

10.電阻應(yīng)變片/半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理各基于什么效應(yīng)？ 11.半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬應(yīng)變片各有哪些特點(diǎn)。第三章電容式傳感器

12.電容式傳感器按工作原理可分為哪3種？

13.寄生電容和分布電容對(duì)電容式傳感器有什么影響？解決電纜電容

影響的方法有那些？

14.什么是電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)？理解等位環(huán)的工作原理。15.運(yùn)算法電容傳感器測(cè)量電路的原理及特點(diǎn)。第四章電感式傳感器

16.了解差動(dòng)變壓器的用途及特點(diǎn)。

17.差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因？ 第五章壓電式傳感器

18.什么是壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？常用壓電材料有哪些？ 19.壓電傳感器能否測(cè)量緩慢變化和靜態(tài)信號(hào)？為什么？

20.壓電傳感器的前置放大器電路形式主要有哪兩種？理解電壓放大

器、電荷放大器的作用。第六章數(shù)字式傳感器

21.光柵傳感器的原理。采用什么技術(shù)可測(cè)量小于柵距的位移量？ 22.振弦式傳感器的工作原理。第七章熱電式傳感器

23.熱電偶的熱電勢(shì)由那幾部分組成？ 24.熱電偶的三定律的理解。25.掌握熱電偶的熱電效應(yīng)。

26.熱電偶冷端補(bǔ)償原理和必要性及補(bǔ)償電橋法的補(bǔ)償原理。27.鉑電阻采用三線制接線方式的原理和特點(diǎn)？

28.采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻穩(wěn)定晶體管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的工作原

理。

29.集成溫度傳感器AD590的主要特點(diǎn)。

30.數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的主要特點(diǎn)。第八章固態(tài)傳感器 31.霍爾效應(yīng)

32.霍爾集成傳感器——線性、開(kāi)關(guān)兩類內(nèi)部構(gòu)成。33.探測(cè)微弱光應(yīng)采用何種傳感器？

34.什么是光電效應(yīng)，什么是光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)？

35.什么是內(nèi)/外光電效應(yīng)？利用此效應(yīng)制作的典型傳感器有那些？ 36.為什么光電池作光照度測(cè)量時(shí)要采用短路輸出形式？ 37.硅光電池的最大開(kāi)路電壓是多少？

38.硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率理論最大值和實(shí)際值？ 39.在電路中使用光敏二極管怎樣偏置？ 40.光電隔離耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？

41.氣敏傳感器的原理，掌握可燃?xì)怏w報(bào)警電路工作原理。

42.用電阻式濕度傳感器測(cè)量濕度時(shí)，所加的激勵(lì)電源為什么應(yīng)為交

流電源？。

43.用光敏傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)路燈的控制電路。第九章光纖式傳感器

44.光纖傳感器的特點(diǎn)有哪些？ 45.光纖傳感器的分類？ 第十章傳感器的標(biāo)定

46.什么是傳感器的標(biāo)定？何情況下需要標(biāo)定？

第一章 傳感器的一般特性

1.傳感器技術(shù)的三要素。傳感器由哪3部分組成？ 2.傳感器的靜態(tài)特性有哪些？并理解其意義。3.畫(huà)出傳感器的組成方框圖，理解各部分的作用。

4.什么是傳感器的精度等級(jí)？一個(gè)0.5級(jí)電壓表的測(cè)量范圍是0~100V，那么該儀表的最大絕對(duì)誤差為多少伏？

5.傳感器工作在差動(dòng)狀態(tài)與非差動(dòng)狀態(tài)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？靈敏度、非線性度？

第二章應(yīng)變式傳感器

6.應(yīng)變片有那些種類？金屬絲式、金屬箔式、半導(dǎo)體式。7.什么是壓阻效應(yīng)？

8.應(yīng)變式傳感器接成應(yīng)變橋式電路的理解、輸出信號(hào)計(jì)算。應(yīng)變片橋式傳感器為什么應(yīng)配差動(dòng)放器？

9.掌握電子稱的基本原理框圖，以及各部分的作用。

10.電阻應(yīng)變片/半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理各基于什么效應(yīng)？ 11.半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬應(yīng)變片各有哪些特點(diǎn)。第三章電容式傳感器

12.電容式傳感器按工作原理可分為哪3種？

13.寄生電容和分布電容對(duì)電容式傳感器有什么影響？解決電纜電容影響的方法有那些？

14.什么是電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)？理解等位環(huán)的工作原理。15.運(yùn)算法電容傳感器測(cè)量電路的原理及特點(diǎn)。第四章電感式傳感器

16.了解差動(dòng)變壓器的用途及特點(diǎn)。

17.差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因？ 第五章壓電式傳感器

18.什么是壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？常用壓電材料有哪些？ 19.壓電傳感器能否測(cè)量緩慢變化和靜態(tài)信號(hào)？為什么？

20.壓電傳感器的前置放大器電路形式主要有哪兩種？理解電壓放大器、電荷放大器的作用。第六章數(shù)字式傳感器

21.光柵傳感器的原理。采用什么技術(shù)可測(cè)量小于柵距的位移量？ 22.振弦式傳感器的工作原理。第七章熱電式傳感器

23.熱電偶的熱電勢(shì)由那幾部分組成？ 24.熱電偶的三定律的理解。25.掌握熱電偶的熱電效應(yīng)。

26.熱電偶冷端補(bǔ)償原理和必要性及補(bǔ)償電橋法的補(bǔ)償原理。27.鉑電阻采用三線制接線方式的原理和特點(diǎn)？

28.采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻穩(wěn)定晶體管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的工作原理。

29.集成溫度傳感器AD590的主要特點(diǎn)。

30.數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的主要特點(diǎn)。第八章固態(tài)傳感器 31.霍爾效應(yīng)

32.霍爾集成傳感器——線性、開(kāi)關(guān)兩類內(nèi)部構(gòu)成。33.探測(cè)微弱光應(yīng)采用何種傳感器？

34.什么是光電效應(yīng)，什么是光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)？

35.什么是內(nèi)/外光電效應(yīng)？利用此效應(yīng)制作的典型傳感器有那些？ 36.為什么光電池作光照度測(cè)量時(shí)要采用短路輸出形式？ 37.硅光電池的最大開(kāi)路電壓是多少？

38.硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率理論最大值和實(shí)際值？ 39.在電路中使用光敏二極管怎樣偏置？ 40.光電隔離耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？

41.氣敏傳感器的原理，掌握可燃?xì)怏w報(bào)警電路工作原理。42.用電阻式濕度傳感器測(cè)量濕度時(shí)，所加的激勵(lì)電源為什么應(yīng)為交流電源？。

43.用光敏傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)路燈的控制電路。第九章光纖式傳感器

44.光纖傳感器的特點(diǎn)有哪些？ 45.光纖傳感器的分類？ 第十章傳感器的標(biāo)定

46.什么是傳感器的標(biāo)定？何情況下需要標(biāo)定？

第三篇：傳感器原理與應(yīng)用

傳感器原理與應(yīng)用（專業(yè)限選課）

Principle and Application of Sensor

【課程編號(hào)】XZ260111

【學(xué)分?jǐn)?shù)】2

【學(xué)時(shí)數(shù)】24+6+9（實(shí)驗(yàn)課時(shí)）【課程類別】專業(yè)限選 【編寫(xiě)日期】2010.3.30 【先修課程】電路分析、模電、數(shù)電

【適用專業(yè)】電子信息工程類

一、教學(xué)目的、任務(wù)

《傳感器原理和應(yīng)用》是電子及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課。它有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程使學(xué)生掌握各類傳感器的基本原理、主要性能及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；能合理地選擇和使用傳感器； 掌握常用傳感器的工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)研究方法；了解傳感器的發(fā)展動(dòng)向。

二、課程教學(xué)的基本要求

現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱是傳感器技術(shù)﹑通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。在機(jī)械工程中,傳感器對(duì)于機(jī)械電子、測(cè)量、控制、計(jì)量等領(lǐng)域都是必不可少的獲取信息的關(guān)鍵部件。

鑒于上述認(rèn)識(shí)并考慮學(xué)科特色,在本課程有限學(xué)時(shí)內(nèi),要求學(xué)生重點(diǎn)掌握下列幾方面的知識(shí)：⑴傳感器的基本概念﹑術(shù)語(yǔ)和特性；⑵常用傳感器的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；⑶傳感器測(cè)量電路；⑷傳感器的典型應(yīng)用。

三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配

第1章 傳感與檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)自學(xué)

主要內(nèi)容：

1.1測(cè)量概論

1.2測(cè)量數(shù)據(jù)的估計(jì)和處理

教學(xué)要求：

了解測(cè)量的基本概念，測(cè)量系統(tǒng)的特性，測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理的各種方法。

第2章 傳感器概述2學(xué)時(shí)

2.1傳感器的組成與分類

2.2傳感器的基本特性

教學(xué)要求：

熟悉傳感器的輸出--輸入特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的外部特性，掌握其靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性的分析方法。

第3章 應(yīng)變式傳感器4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

3.1 工作原理

3.2 應(yīng)變片的種類、材料及粘貼

3.3 電阻應(yīng)變片的特性

3.4 電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路

3.5 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

熟悉應(yīng)變片傳感器的工作原理及外部特性，了解其應(yīng)用范圍，掌握測(cè)量電路的分析方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋、半橋和全橋。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握使用金屬箔式應(yīng)變片組成單臂電橋、半橋和全橋的方法，了解在不同電路

形式時(shí)電路的輸出特性。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。

第4章 電感式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

4.1自感式電感傳感器

4.2差動(dòng)變壓器式傳感器

4.3電渦流式傳感器

教學(xué)要求：

了解電感式傳感器的應(yīng)用范圍，工作特點(diǎn)，掌握其組成的各種測(cè)量電路的分析方法及組成特點(diǎn)。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)二電渦流式傳感器的靜態(tài)位移性能3學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電渦流式傳感器的工作原理和工作情況，動(dòng)手自制一個(gè)渦流探頭，利用實(shí)驗(yàn)室放大器

及振蕩器對(duì)不同被測(cè)材料（即混料）進(jìn)行分選。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：研究電渦流傳感器特性，被測(cè)材料（物質(zhì)）對(duì)傳感器的特性的影響以及電渦流

傳感器的應(yīng)用。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，激勵(lì)、響應(yīng)線圈不能用錯(cuò)。

第5章電容式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

5.1電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)

5.2電容式傳感器的靈敏度及非線性

5.3電容式傳感器的等效電路

5.4電容式傳感器的測(cè)量電路

5.5電容式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

熟悉電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)，掌握其在非電量測(cè)量與自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)三 變面積式電容傳感器的性能1學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟悉變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況；研究差動(dòng)式電容傳感器特性。注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。

第6章 壓電式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

6.1壓電效應(yīng)及壓電材料

6.2 壓電式傳感器測(cè)量電路

6.3 壓電式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解壓電式傳感器具有的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍，掌握其組成的測(cè)量電路分析及應(yīng)用。

第7章 磁電式傳感器4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

7.1磁電感應(yīng)式傳感器

7.2 霍爾式傳感器

教學(xué)要求：

掌握磁電式傳感器的各種不同類型及應(yīng)用范圍。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器特性研究及應(yīng)用2學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：霍爾傳感器在交、直流信號(hào)激勵(lì)下的特性。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：了解霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；實(shí)驗(yàn)研究霍爾傳感器在交、直流信號(hào)激勵(lì)

下的特性；掌握霍爾傳感器測(cè)量振幅和稱重應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能超出規(guī)定值。

第8章 光電式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

8.1光電器件

8.2光纖傳感器

教學(xué)要求：

熟悉典型的光電器件的特性和應(yīng)用，了解光纖傳感器及其技術(shù)發(fā)展方向，掌握紅外傳感器的應(yīng)用。

第9章 半導(dǎo)體傳感器2學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

9.1半導(dǎo)體氣敏傳感器

9.2濕敏傳感器

9.3色敏傳感器

9.4半導(dǎo)體式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解以半導(dǎo)體材料組成的各種傳感器及其它們的工作原理，掌握氣敏、濕敏、色敏傳感器在測(cè)量電路中的應(yīng)用及其電路分析。

第10章 超聲波傳感器2學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

10.1超聲波及其物理性質(zhì)

10.2超聲波傳感器

10.3超聲波傳感器應(yīng)用用

教學(xué)要求：

熟悉超聲波傳感器的工作原理及其物理性質(zhì)，掌握超聲波傳感器的應(yīng)用。

第11章 微波傳感器1學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

11.1微波概述

11.2微波傳感器的原理和組成11．3微波傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解壓電式傳感器具有的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍，掌握其組成的測(cè)量電路分析及應(yīng)用。

第12章 輻射式傳感器1 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

12.1紅外傳感器

12.2核輻射傳感器

教學(xué)要求：

了解輻射式傳感器的特性及應(yīng)用。

第13章 數(shù)字式傳感器自學(xué)

主要內(nèi)容：

13.1光柵傳感器

13.2編碼器

13.3感應(yīng)同步器

教學(xué)要求：

了解數(shù)字式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。

第14章 智能式傳感器自學(xué)

主要內(nèi)容：

14.1概述

14.2傳感器的智能化

14.3集成智能傳感器

教學(xué)要求：

了解集成智能感器的特性及應(yīng)用。

第15章 傳感器在工程檢測(cè)中的應(yīng)用4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

15.1溫度測(cè)量

15.2壓力測(cè)量

15.3流量測(cè)量

15.4物位測(cè)量

教學(xué)要求：

了解熱電偶的結(jié)構(gòu)和原理、熱電效應(yīng)的構(gòu)成成份。掌握熱電偶的基本定律、冷端補(bǔ)償方法、測(cè)量計(jì)算方法。了解熱電阻的工作原理、結(jié)構(gòu)，掌握應(yīng)用方法。了解傳感器在工程檢測(cè)中的作用及其應(yīng)用。

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法

重點(diǎn)：各種常見(jiàn)的、應(yīng)用廣泛的傳感器的基本原理、基本特性、轉(zhuǎn)換電路以及工程應(yīng)用，及分析、設(shè)計(jì)方法。以課堂講授為主，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)所學(xué)各類傳感器的性能及工作原理理解。

難點(diǎn)：各種傳感器的特性分析。

五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式：

考核方式：考查，六、教材及參考書(shū)目

推薦教材：

《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第三版），郁有文等編著，西安科技大學(xué)出版社，2008年參考書(shū)：

1．王化祥，《傳感器原理與應(yīng)用》，天津大學(xué)出版社，第七版，2003

3．劉君華，《智能傳感器系統(tǒng)》，西安電子科技大學(xué)出版社，第一版，1999

4．單成祥，《傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用》，國(guó)防工業(yè)出版社，1999

4．趙負(fù)圖，《現(xiàn)代傳感器集成電路》，人民郵電出版社，2000

修（制）訂人：審核人：

2010年 3 月30日

第四篇：超聲波傳感器在鐵路鋼軌探傷中的應(yīng)用

超聲波傳感器在鐵路鋼軌探傷中的應(yīng)用

（上海動(dòng)化學(xué)院測(cè)儀器 上海200072）

摘要： 無(wú)損檢測(cè)(Nondestructive test，NDT)是指不破壞和損傷受檢物體，對(duì)其性能、質(zhì)量、有無(wú)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)的一種技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步不可缺少的手段，特別隨著新材料、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種結(jié)構(gòu)零件向高參量、大容量方向發(fā)展，不僅要提高缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確率和可靠性，而且要把傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)的數(shù)字化、圖像化、實(shí)時(shí)化、智能化。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)；超聲波；精度

The application of Ultrasonic sensors in the railway rail flaw

detection(School of Mechatronic Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China)Abstract:NDT(Nondestructive test)is a kind of detection technology which test detection without damaging component.Nondestructive testing technology improves the product quality and is the indispensable means to promote technological progress.Especially with the wide application of new materials and new technology, the parts of various structure develop in the direction of high parameter, large capacity.We shall not only improve the accuracy and reliability of defects detection, but also improve the traditional nondestructive testing technology with modern information technology, to realize the combination of digitalization, visualization, real-time, and intellectualization of nondestructive testing.Key words: Ultrasonic;flaw detection;accuracy

1.引言

工業(yè)上常用的無(wú)損檢測(cè)方法有五種：超聲檢測(cè)(UT)、射線探傷(RT)、滲透探查(PT)、磁粉檢測(cè)(MT)和渦流檢測(cè)(ET)。其中超聲檢測(cè)是利用超聲波的透射和反射進(jìn)行檢測(cè)的。超聲波可以穿透無(wú)線電波、光波無(wú)法穿過(guò)的物體，同時(shí)又能在兩種特性阻抗不同的物質(zhì)交界面上反射，當(dāng)物體內(nèi)部存在不均勻性時(shí)，會(huì)使超聲波衰減改變，從而可區(qū)分物體內(nèi)部的缺陷。因此，在超聲檢測(cè)中，發(fā)射器發(fā)射超聲波的目的是超聲波在物體遇到缺陷時(shí)，一部分聲波會(huì)產(chǎn)生反射，發(fā)射和接收器可對(duì)反射波進(jìn)行分析，精確地測(cè)出缺陷來(lái)，并顯示出內(nèi)部缺陷的位置和大小，測(cè)定材料厚度等。

超聲檢測(cè)作為一種重要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅具有穿透能力強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、使用條件和安全性好、檢測(cè)范圍廣等根本性的優(yōu)點(diǎn)外，而且其輸出信號(hào)是以波形的方式體現(xiàn)。使得當(dāng)前飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)信號(hào)處理、模式識(shí)別和人工智能等高新技術(shù)能被方便地應(yīng)用于檢測(cè)過(guò)程，從而提高檢測(cè)的精確度和可靠性。

超聲波無(wú)損探傷(NDI)是超聲無(wú)損檢測(cè)的一種發(fā)展與應(yīng)用，其設(shè)備有：超聲探傷儀、探頭、藕合劑及標(biāo)準(zhǔn)試塊等。其用途是檢測(cè)鑄件縮孔、氣泡、焊接裂紋、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度測(cè)定。

超聲無(wú)損檢測(cè)在最近幾十年中得到了較大的進(jìn)展,它已成為材料或結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)中常用的手段。由于超聲檢測(cè)可以在線進(jìn)行、超聲波對(duì)人體無(wú)害又不改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，因此，在材料或結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。2.超聲探傷原理

超聲探傷是無(wú)損檢測(cè)的主要方法之一。它能非破壞性地探測(cè)材料性質(zhì)及內(nèi)部和表面缺陷(如裂紋、氣泡、夾渣等)的大小、形成和分布情況，具有靈敏度高、穿透力強(qiáng)、檢測(cè)速度快和設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等一系列特點(diǎn)。2.1 基本原理

超聲波探傷具有反射和透射兩種方法。其中反射方法精確度較高。圖1 是脈沖回波探傷儀原理圖。脈沖發(fā)射器通過(guò)探頭將超聲波短脈沖送入試件，當(dāng)回波從試件的缺陷或邊界返回時(shí)，通過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)，在示波器上加以顯示，并將其幅度和傳播時(shí)間顯示出來(lái)。如果已知試件中的聲速，則根據(jù)示波器上的讀數(shù)所獲得的脈沖間的傳輸時(shí)間即可獲得缺陷的深度。

圖1 脈沖回波探傷儀原理圖

2.2 探傷分類

超聲探傷方法很多，可以按不同的方式進(jìn)行分類。

現(xiàn)將幾種常用的分類方法介紹如下。

(1)按原理分類

按探傷原理分類可分為脈沖反射法、穿透法和共振法。脈沖反射法是一種利用超聲波探頭發(fā)射脈沖到被檢測(cè)試塊內(nèi)，根據(jù)反射波的情況來(lái)檢測(cè)試件缺陷的方法。脈沖反射法又包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法等。

(2)按耦合方式分類

按耦合方式分類如圖2 所示。

圖2 按耦合方式探傷分類圖

(3)按探傷顯示方法分類

按探傷顯示方法分類可分為A 型顯示，B 型顯示與C 型顯示。其中A 型顯示只顯示缺陷的深度： B 型顯示探傷儀，可顯示工件內(nèi)部缺陷的橫斷面形狀，此時(shí)示波器橫坐標(biāo)代表探頭在工件面上的位置，縱坐標(biāo)代表缺陷的深度。探頭沿工件移動(dòng)與示波管掃描線的水平移動(dòng)是同步的，為使圖象保留在熒光屏上，應(yīng)選用長(zhǎng)余輝示波管，且探頭移動(dòng)速度不能太快： C 型顯示探傷儀,可以顯示工件內(nèi)部缺陷的平面圖形。

(4)按智能方式分類

上述探傷方法如由人工操作，則為人工探傷。如使試樣或探頭移動(dòng)，在它的移動(dòng)中利用超聲波自動(dòng)地檢測(cè)缺陷并予以顯示或指示(噴色)的方式，稱為超聲自動(dòng)探傷。自動(dòng)探傷要有探傷儀(帶閘門裝置)，顯示裝置，探頭及其夾持機(jī)構(gòu)。根據(jù)探頭設(shè)置方式的不同還可大致分為如下幾種探傷方式：直接接觸方式，此方式只用在探傷速度不高且表面光滑的場(chǎng)合，如軌道、無(wú)縫鋼管和軸等： 局部水浸方式是超聲探傷中最適用的方式，還可細(xì)分為其他方式，但原理是同樣的： 全水浸方式用于工件的某部分(如粘結(jié)層)或管類的精密探傷，當(dāng)水槽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成可以進(jìn)行自動(dòng)探傷的情況下，除去工件的裝卸以外，探傷可以全部自動(dòng)化，如果工件加工精度高，而且水槽內(nèi)架設(shè)的探頭夾持機(jī)構(gòu)、移動(dòng)架的精度也高，則探傷的精度也高。

3.超聲探傷技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1機(jī)車檢測(cè)方面的應(yīng)用

3.1.1在高速鋼軌檢測(cè)中的應(yīng)用

我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)線路近七萬(wàn)公里，而且鐵路正在向高速、重載的方向發(fā)展。超期服役的鋼軌數(shù)量很大，線路上的鋼軌在承擔(dān)繁重的運(yùn)輸任務(wù)過(guò)程中，不免要產(chǎn)生各種肉眼能看見(jiàn)及看不見(jiàn)的損傷如側(cè)磨、軌頭壓潰、剝離掉塊、銹蝕、核傷、水平裂紋、垂直裂紋、周邊裂紋等。

如圖3 所示，當(dāng)被檢鋼軌內(nèi)部有一個(gè)裂紋缺陷(或其他缺陷)，將超聲波探頭放在被檢鋼軌的某一表面部位(該面稱作探傷面、檢測(cè)面)，探頭向被檢鋼軌發(fā)射超聲波信號(hào)，超聲波穿過(guò)界面進(jìn)入被檢鋼軌內(nèi)部，在遇到缺陷和兩介質(zhì)的界面時(shí)都會(huì)有反射，反射信號(hào)被探頭接收后，通過(guò)探傷儀內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)換，就可以把缺陷信號(hào)和底波信號(hào)形象地顯示出來(lái)，如圖4 所示。根據(jù)超聲波的聲程推算，就可以輕易地將缺陷信號(hào)和底波信號(hào)區(qū)分開(kāi)，然后通過(guò)超聲波試塊進(jìn)行定標(biāo)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌缺陷的定位和定量。

圖3 超聲探傷示意圖

3.1.2在車輪缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

輪對(duì)是車輛走行部中最重要的部件之一，對(duì)軌道車輛輪對(duì)的檢測(cè)并準(zhǔn)確地判斷其缺陷位置一直是鐵道運(yùn)輸部門非常重視的問(wèn)題。該系統(tǒng)采用電磁超聲探傷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輪對(duì)踏面的缺陷檢測(cè)，包括：踏面剝離及剝離前期檢測(cè)： 踏面表面及近表面裂紋檢測(cè)。

圖4 超聲波探傷儀顯示缺陷示意圖

電磁超聲探傷系統(tǒng)利用超聲表面波的脈沖反射原理進(jìn)行缺陷檢測(cè)。當(dāng)輪對(duì)沿鋼軌運(yùn)行到探頭位置，輪對(duì)踏面接觸探頭的瞬間，EMAT(電磁超聲探傷技術(shù))在車輪踏面表面及近表面激發(fā)出電磁超聲表面波脈沖，超聲表面波將沿踏面表面及近表面圓周以很小的損耗傳播。如圖5 所示，超聲表面波在踏面雙向傳播(順時(shí)針和逆時(shí)針)，沿車輪表面及近表面?zhèn)鞑? 周后回到探頭位置，EMAT 探頭檢測(cè)到返回的超聲表面波后形成第1 次周期回波(圖5 中RT 波)： 未衰減的超聲波繼續(xù)沿踏面?zhèn)鞑?，依次形成? 次、第3 次周期回波，,直到能量衰減到設(shè)備無(wú)法檢測(cè)為止。

圖5 探頭在踏面激發(fā)的超聲表面波

當(dāng)車輪踏面表面及近表面有裂紋或剝離等缺陷存在時(shí)，超聲波在缺陷端面處一部分能量被反射，沿原傳播路徑返回并被探頭檢測(cè)到，形成缺陷回波(圖6 中E波)： 另一部分能量繞過(guò)缺陷端面繼續(xù)傳播，形成周期性回波(圖6 中RT 波)。通過(guò)正常的周期回波(RT)與缺陷回波(E)的對(duì)比分析，可以定性分析當(dāng)前輪對(duì)的踏面缺陷狀況。3.1.3在輪輞缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)鐵路行車速度的提高，尤其是動(dòng)車組的開(kāi)行給行車安全提出新的考驗(yàn)，轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件如輪輞、車軸、軸承等局部位置承受更大的應(yīng)力，要求檢測(cè)過(guò)程速度加快、檢測(cè)時(shí)間間隔變小、檢測(cè)范圍擴(kuò)大，給鐵路無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域提出更高的技術(shù)要求。

根據(jù)輪輞缺陷裂紋的走向特點(diǎn)，將輪輞缺陷分為三類。

圖6 表面波傳播原理

(1)周向缺陷：沿車輪踏面圓周方向并與踏面圓周方向平行：(2)徑向缺陷：方向垂直踏面，與車輪直徑方向平行：(3)軸向缺陷：輪輞內(nèi)部與車軸方向平行。

在探傷實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)在樣板輪上打平底孔、刻槽的方式形成人工缺陷模擬輪輞的實(shí)際缺陷，平底孔的直徑或刻槽的寬度與實(shí)際裂紋尺寸成當(dāng)量關(guān)系，相控陣探頭分別置于踏面(I)和輪緣內(nèi)側(cè)(II)進(jìn)行掃查，樣板輪工缺陷如圖7 所示，缺陷# 為距輪緣頂端40 mm且垂直輪輞側(cè)面3 mm 深30 mm 的平底孔： 缺陷? 為距踏面10 mm 垂直輪輞側(cè)面3 mm 深30 mm 的平底孔： 缺陷% 為距踏面50 mm 垂直輪輞側(cè)面 3 mm 深90 mm 的平底孔： 缺陷&為輪輞與輪輻交接區(qū)域，朝踏面方向3 mm、孔底距踏面40 mm 的平底孔： 缺陷為輪緣根部靠踏面?zhèn)? mm 深周向刻槽，槽寬小于等于2 mm。

根據(jù)超聲檢測(cè)脈沖回波反射的特點(diǎn)，周向缺陷采用縱波相控陣直探頭從踏面進(jìn)行掃查： 徑向缺陷采用縱波相控陣直探頭在輪緣內(nèi)側(cè)面進(jìn)行掃查： 軸向缺陷采用縱波相控陣直探頭、橫波相控陣斜探頭均能掃查到。

圖7 輪輞人工模擬缺陷探傷

3.2 建筑和土木方面的應(yīng)用

3.2.1超聲在測(cè)定混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及厚度的應(yīng)用(1)強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)是利用混凝土的抗壓強(qiáng)度與超聲波在混凝土中的傳播參數(shù)(聲速)之間的相關(guān)性來(lái)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的?；炷恋膹椥阅Ａ吭酱?，強(qiáng)度越高，超聲波的傳播速度越快。經(jīng)試驗(yàn)，這種相關(guān)關(guān)系可以用非線性數(shù)學(xué)模型來(lái)擬合，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立混凝土強(qiáng)度和聲速的關(guān)系曲線?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)該選擇澆筑混凝土的模板側(cè)面為測(cè)試面，一般以200 mm(200 mm 的面積為一測(cè)區(qū)。每一試件上相鄰測(cè)區(qū)間距不大于2 m。

測(cè)試面應(yīng)清潔平整，干燥無(wú)缺陷和無(wú)飾面層。每個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)應(yīng)在相對(duì)測(cè)試面上對(duì)應(yīng)的輻射和接收換能器應(yīng)在同一軸線上，測(cè)試時(shí)必須保持換能器與被測(cè)混凝土表面有良好的耦合，并利用黃油或凡士林等耦合劑，以減少聲能的反射損失。按擬定的回歸方程計(jì)算或查表取得對(duì)應(yīng)測(cè)區(qū)的混凝土強(qiáng)度值。

(2)聲波反射法測(cè)量厚度

如圖8 所示，超聲波從一種固體介質(zhì)入射到另一種固體介質(zhì)時(shí)，在兩種不同固體的分界面上會(huì)產(chǎn)生波的反射和折射。聲阻抗率相差越大，則反射系數(shù)也越大，反射信號(hào)就越強(qiáng)。所以只要能從直達(dá)波和反射波混雜的接收波中識(shí)別出反射波的疊加起始點(diǎn)，并測(cè)出反射波到時(shí)，就可以由式(1)計(jì)算混凝土的厚度:

式中：H 為混凝土厚度： C 為混凝土中聲速： T 為反射波走時(shí)： L 為兩換能器間距。由(1)式知，要準(zhǔn)確得到厚度,關(guān)鍵是如何設(shè)法測(cè)得較準(zhǔn)確的混凝土聲速C 和混凝土結(jié)構(gòu)底面波反射聲時(shí)T。當(dāng)換能器固定時(shí)，L 是一個(gè)常數(shù)。

圖8 反射法測(cè)量厚度原理圖

3.2.2超聲在橋梁混泥土裂縫檢測(cè)中的應(yīng)用

橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能及耐久年限，主要由設(shè)計(jì)、施工和所用材料的質(zhì)量等諸多因素共同決定。由于設(shè)計(jì)、施工和材料可能存在某些缺陷，這些缺陷會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)先天存在著某些薄弱之處： 此外，橋梁在營(yíng)運(yùn)使用中又會(huì)受到不可避免的人為損傷及各種大自然侵蝕，帶來(lái)后天病害。

如圖9 所示，先在與裂縫相鄰的無(wú)缺陷混凝土利用*測(cè)法計(jì)算出超聲波在測(cè)距為2a 的混凝土中的聲時(shí)t0 ：再將超聲換能器置于裂縫兩側(cè)各為a 的距離，計(jì)算出跨縫測(cè)試超聲波的聲時(shí)tc，計(jì)算裂縫深度dc 公式為 :

圖9 橋梁檢測(cè)示意圖

3.3 焊接方面的應(yīng)用

采用超聲相控陣技術(shù)及B 掃描實(shí)時(shí)成像技術(shù)，通過(guò)足夠數(shù)量的探頭排列和觸發(fā)時(shí)間控制，并選用不同頻率范圍，可以實(shí)現(xiàn)嵌入式電阻絲電熔連接接頭的檢測(cè)。

通過(guò)對(duì)比超聲圖像與接頭實(shí)剖圖，發(fā)現(xiàn)該方法能可靠地檢出物體中的缺陷，并能較精確地確定缺陷位置和大小。在聚乙烯管道安裝工程中的檢測(cè)進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。

檢測(cè)示意圖如圖10 所示。超聲相控陣檢測(cè)結(jié)合B掃描技術(shù)可以判斷檢測(cè)截面上電阻絲的位置，從而可以判斷由于管材和套筒配合過(guò)緊造成的電阻絲垂直方向的錯(cuò)位情況，從實(shí)剖圖上得到驗(yàn)證如圖11 所示，比較超聲成像圖和實(shí)剖圖可以看出，相控陣超聲方法對(duì)金屬絲有較好的分辨效果，連很微小的位移也能分辨出來(lái)，定位精度達(dá)0.5 mm。

圖10 焊接檢測(cè)示意圖

圖11 電阻絲錯(cuò)位圖

超聲相控陣技術(shù)及B 掃描實(shí)時(shí)成像方法對(duì)聚乙烯管電熔接頭各類缺陷有較好的檢出能力。對(duì)大量含缺陷電熔接頭進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)研究，對(duì)比超聲成像圖和實(shí)剖圖，發(fā)現(xiàn)該方法對(duì)于聚乙烯電熔接頭的各類缺陷均有較高的檢測(cè)靈敏度和檢出精度。通過(guò)城鎮(zhèn)聚乙烯燃?xì)夤艿腊惭b工程檢測(cè)實(shí)踐，驗(yàn)證該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)嵌入式電阻絲電熔連接接頭的檢測(cè)。

4.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代意義的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。超聲檢測(cè)作為無(wú)損檢測(cè)的一種重要方法和熱點(diǎn)研究，主要集中在研制適應(yīng)性強(qiáng)、靈敏度高的探頭： 為判斷缺陷性質(zhì)而對(duì)各種缺陷數(shù)學(xué)模型的建立： 缺陷的檢出和信號(hào)分析技術(shù)： 無(wú)損*價(jià)的量化研究以及拓展超聲檢測(cè)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)平面型缺陷十分敏感，一經(jīng)探傷便知結(jié)果，易于攜帶，多數(shù)超聲探傷儀不必外接電源，穿透力強(qiáng)。局限性是藕合傳感器要求被檢表面光滑，難于探出細(xì)小裂縫，要有參考標(biāo)準(zhǔn)，為解釋信號(hào)要求檢驗(yàn)人員素質(zhì)高。

超聲檢測(cè)技術(shù)未來(lái)將會(huì)向著以下幾個(gè)方面發(fā)展:

(1)向高精度、高分辨率方向發(fā)展。

(2)高溫條件下的測(cè)量明顯增多，在線檢測(cè)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)增多。

(3)在若干領(lǐng)域向超聲無(wú)損*價(jià)發(fā)展，使得超聲檢測(cè)內(nèi)容有了新的內(nèi)涵。如超聲檢測(cè)技術(shù)與斷裂力學(xué)相結(jié)合，對(duì)重要構(gòu)件進(jìn)行剩余壽命*價(jià)： 超聲檢測(cè)技術(shù)與材料科學(xué)相結(jié)合，對(duì)材料進(jìn)行物理*價(jià)。

(4)在無(wú)損檢測(cè)方面向定量化、圖像化方向發(fā)展,超聲檢測(cè)系統(tǒng)將進(jìn)一步數(shù)字化、圖像化、自動(dòng)化、智能化。

(5)現(xiàn)代信息處理技術(shù)如數(shù)值分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊技術(shù)、遺傳算法、虛擬儀器技術(shù)將廣泛應(yīng)用于超聲檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

隨著各種科學(xué)技術(shù)在超聲檢測(cè)及探傷中的不斷深入應(yīng)用，相信超聲檢測(cè)作為許多領(lǐng)域產(chǎn)品質(zhì)量保證的重要手段之一必將得到更多的關(guān)注與提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭偉.超聲檢測(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [2] VOEGELIA F A，SMALEB M J，WEBBERC D M，et al． Ultrasonic Telemetry，Tracking and Automated Monitoring Technology for Sharks[J]． Environmental Biology of Fishes，2001(60):267－281.[3] HORN O，CAOURCELLF A． Interpretation of ultrasonic readings for autonomous robot localization． Journal of Intelligent and Robotic Systems： Theory and Applications[J]． 2004，39:265－285．

[4] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì).無(wú)損檢測(cè)Ⅱ級(jí)培訓(xùn)教材.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[5] 王永宏, 張玉英.超聲波探傷在鉆桿加厚過(guò)渡帶檢測(cè)中的應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械, 2006,(01)

[6] 高金生, 萬(wàn)升云.奧氏體不銹鋼與普碳鋼對(duì)接環(huán)焊縫的超聲波探傷[J].機(jī)車車輛工藝, 2000,(03)[7] 李卓球, 肖敏芳, 宋顯輝, 方璽.基于混凝土超聲探傷的CT圖像分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2006,(03)[8] 何巖, 郭重雄, 張龍.薄壁鋼管超聲波水浸法探傷[J].物理測(cè)試, 2003,(04)[9] 楊峰, 陳世鴻, 沈宏, 常鳳筠.多通道智能超聲波自動(dòng)探傷儀的微機(jī)實(shí)現(xiàn)[J].鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào), 1999,(03)[10] 陳勇, 韋玉屏.槽形缺陷對(duì)超聲波反射當(dāng)量的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2005,(09)[11] 李曉娜.一種無(wú)損檢測(cè)方法:超聲波探傷[J].現(xiàn)代焊接, 2008,(11).[12] 張文震,夏德禮.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].吉林交通科技, 2008,(03).[13] 于鳳坤,趙曉順,王希望,劉淑霞,馬躍進(jìn).無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在焊接裂紋檢測(cè)中的應(yīng)用[J].無(wú)損檢測(cè), 2007,(06).[14] 高榮剛.汽輪機(jī)葉片葉身的無(wú)損檢測(cè)[J].新疆電力技術(shù), 2009,(01).[15] 閆偉明,曾鵬飛,張國(guó)強(qiáng).超聲波探測(cè)單面焊焊接接頭根部缺陷的一種方法[J].現(xiàn)代焊接, 2008,(05).[16] 張鏑.超聲波無(wú)損檢測(cè)在鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量驗(yàn)收中的應(yīng)用及常見(jiàn)缺陷的預(yù)防[J].現(xiàn)代焊接, 2006,(11)[17] 夏躍廣, 常建偉.9%～12%Cr馬氏體鋼中厚壁管焊接接頭的超聲波探傷[J].無(wú)損檢測(cè), 2005,(03)[18] 陳華.鋼結(jié)構(gòu)薄板焊縫超聲波探傷的研究[J].福建建設(shè)科技, 2010,(02)[19] 環(huán)川建, 張強(qiáng), 江向華.小徑薄壁管焊接接頭超聲波探傷方法探討[J].無(wú)損探傷, 2005,(06)[20] 熊秀文, 楊定輝, 陳維, 廖常國(guó).超高層房建鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷[J].安裝, 2011,(02)[21]王曉鋒, 郭長(zhǎng)青, 李子龍.循環(huán)載荷下鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭的疲勞失效分析[J].山西建筑, 2009,(17)[22] 陳宏宇.鑄件超聲波探傷方法的分析與應(yīng)用[J].寧夏機(jī)械, 2006,(04).[23] 張俊哲.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用(第二版).北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2010 [24] 王永宏, 張玉英.超聲波探傷在鉆桿加厚過(guò)渡帶檢測(cè)中的應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械, 2006,(01)

第五篇：傳感器的典型應(yīng)用八(石油2)

典型應(yīng)用八：抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能及間歇性采油的控制

目前，抽油機(jī)是應(yīng)用最普遍的石油開(kāi)采機(jī)械之一，也是油田耗電大戶，其用電量約占油田總用電量的40％，且總體效率很低，據(jù)調(diào)查一般在30％左右。過(guò)剩的抽油能力令抽油機(jī)的無(wú)功抽取時(shí)間增加，造成油井開(kāi)采的電費(fèi)成本居高不下，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。

TWLY-1型抽油機(jī)專用綜合控制器采用全新的MCU技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，可通過(guò)面板設(shè)置抽油機(jī)每天定時(shí)啟動(dòng)，定時(shí)停車時(shí)間，持續(xù)運(yùn)行時(shí)間，持續(xù)停車時(shí)間，晃電自動(dòng)判斷（可恢復(fù)到正常狀態(tài)），啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，控制抽油機(jī)運(yùn)行停車狀態(tài)。TWLY-1型抽油機(jī)專用綜合控制器是集抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能、間歇性采油于一體的抽油機(jī)綜合節(jié)能裝置。該裝置不僅節(jié)能效果好、增加油井的產(chǎn)量，便于故障診斷和油井管理。該專用綜合控制器是目前油田最有效、最先進(jìn)的抽油機(jī)控制器。

電氣接線圖，如圖1-1

圖1-1電氣接線圖

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，如圖1-2，圖1-3

圖1-2 抽油機(jī)配電箱

圖1-3 配電箱的內(nèi)部圖