聲波的特性
聲波的傳播速度因介質(zhì)而異。此外,聲波還具有通過介質(zhì)的聲阻抗來反射和透射的特性。
■音速隨著彈性模量的增加而增加。
○液體和固體中的音速比氣體更快
音速=彈性模量/密度
■空氣中的音速受溫度的影響。
○C = 331.5 + 0.6T [m/s]
C:空氣中的音速、T:氣溫(℃)
■當介質(zhì)的聲阻抗差較大時,反射增加,當聲阻抗差較小時,發(fā)生透射。
○聲阻抗=ρ?C
ρ:介質(zhì)密度、C:介質(zhì)中的音速
介質(zhì)中的音速、聲阻抗
物體都有其固有的聲阻抗。聲阻抗是表示聲音傳播容易程度的數(shù)值。它可以通過公式“介質(zhì)密度x介質(zhì)中的音速”來計算。
Zo=ρc
超聲波在聲阻抗差大時反射,在聲阻抗差小時透射。
本公司的超聲波傳感器在空氣中傳播。由于與水的聲阻抗差為106,相差很大,因此會在邊界處反射。
各種介質(zhì)中的音速和聲阻抗
Zo: Acoustic impedance
ρ: Density
c: sound speed
方向性、分辨率、頻率
在此介紹超聲波的方向性、分辨率和頻率衰減。
■方向性
超聲波傳感器具有從頂部表面開始的圓錐形方向性,將方向性定義為從正面聲壓到-6dB。與光學(xué)傳感器相比,方向性更寬,但是具有頻率越高則方向性越尖銳的特征。
■分辨率
頻率越高則分辨率越高。
■衰減
頻率越高則衰減越大,到達距離越短。
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原文標題:超聲波傳感器基礎(chǔ)知識——聲波的特性
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