超声波式传感器 ppt课件

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1992年11月24日，桂林上空发生了一起空难，141人死亡。 当事件的原因经多方解释而未肯定之时，中国声学研究所 的专家，提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠 毁的可能性。桂林属半丘陵地带，气团依山势走向而上下 浮动，引起气流震动，会产生一种“山背波”的次声波， 当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时， 如同落入一个风旋涡中，在挤压力、冲力等多种强劲外力 的作用下，将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。还有 研究结果表明，次声波对飞机的影响还有一种“生物效 应”。该理论认为，当次声波的频率接近人体频率时，就 有可能产生“共振”，飞机驾驶员无法承受这种强烈的效 应，就有致命的危险。也就是说，此次空难的凶手很可能 就是这种次声波。
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超声波与可闻声波不同，它可以 被聚焦，具有能量集中的特点。
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超声波加湿器
超声波雾化器
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压电陶瓷或磁致伸缩材料 在高电压窄脉冲作用下， 可得到较大功率的超声波， 可以被聚焦，能用于集成
电路及塑料的焊接。
超声波塑料焊接机
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超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质 的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，这一现象 类似于光波。
4.6 超声波式传感器
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• 机器鱼自动避障模块 设计
• 对于自动避障，本项 目通过一个超声波传 感器来实现。超声波 传感器的原理是：超 声波由压电陶瓷超声 传感器（收发一体化 TR ） 发 出 后 ， 遇 到 障 碍物便反射回来，再 被超声波传感器接收， 然后将这一接收信号 放大后送入单片机。
相对于传统概念的武器，次声波武器具 有隐蔽性强、传播速度快、传播距离远、穿 透力强、不污染环境和破坏设施等特点，从 而被列为新概念武器家族的重要成员，势必 成为未来战场上的武器新宠。
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早在上世纪60年代，发达国家就
竞相研究次声波武器。197
超声波
0.25×106
20×106
探测
微波
101 102 103 104 105 106
107 f/ Hz
图：声波的频率界限图
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1.次声波
大面积瞬间杀人于无形的次声波武器
次声波是频率低于20赫兹的声 波，人耳听不到，但可与人体器 官发生共振，7~8Hz的次声波会引 起人的恐怖感，动作不协调，甚 至导致心脏停止跳动。产生次声 波的声源是相当广泛的，现在人 们已经知道的次声源有：火山爆 发、坠入大气层中的流星、极光、 地震、海啸、台风、雷暴、龙卷 风、电离层扰动，等等。利用人 工的方法也能产生次声波，例如 核爆炸、火箭发射、化学爆炸， 等等。
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4.6.1 超声波及其物理性质
波动（简称波）：振动在弹性介质内的传播 声波：其频率在16~2×104 Hz之间，能为人耳所闻的机械波 次声波：低于16 Hz的机械波 超声波：高于2×104 Hz的机械波 微波：频率在3×108~3×1011 Hz之间的波
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次声波
声波
音乐 语言
死亡。
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美国更是不甘落后。美国陆军武器研究室研制出一种可 延伸至17米长的喇叭型声炮，发射功率达20kW（千瓦）。 上世纪70年代，美警方开发了使人“僵化”或失去战斗 力的次声武器，来控制骚乱。据称美国干涉波黑内战时， 曾秘密用过这些非致命次声武器，仅几秒钟就使塞军阵 地陷入一片混乱，有人昏倒，有人呕吐不止。
探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，
通过接收核爆炸、火
箭发射或者台风产生
的次声波，来探测出
这些次声源的有关参
量。
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(3)次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质 的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着 密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生 的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模 气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大 范围大气进行连续不断的探测和监视。
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次声波武器
按照感官刺激分类，目前研制出来的次 声武器可分为两种。一种是神经型次声武器， 它通过发射频率与人脑的“阿尔法节律”相 近（约5Hz）的次声波，刺激人的神经，使 人晕眩头痛、精神错乱。另一种是器官型次 声武器，通过发射频率与人体内脏固有频率 相当（4～8Hz）的次声波，使人出现恶心呕 吐、胃痛、呼吸困难等症状。
(4)人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应， 而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。 因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体
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2.可闻声波
美妙的音乐可使人陶醉。
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3.超声波
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蝙蝠能发出和听见超声波。
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蝙蝠依靠超声波捕食
远程声波设备目前已经广泛用于反暴乱和反恐行动 ,图为装备LRAD的美军“斯特赖克”装甲车
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次声波的应用
(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产 生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的 特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波， 可以研究极光活动的规律。
(2)利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以
首次试验就使5公里以内的人员受到
伤害。上世纪 80年代法国科学家加
弗罗制出了一种“大哨笛”次声发生
器，声压级为160dB，能对人体器官
产生损伤，当时法国报纸称它为“次
声枪”。1979年苏联秘密进行次声炸
弹试验，由于当时对其威力估计不足， 又缺乏良好防护，造成数名现场人员
法国科学家加夫雷奥 声波武器鼻祖
便携式超声波探鱼器
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鱼群探测器
把这种探测器放在海里，它就会向水底发射 声波，如果有鱼群通过，鱼群吐出的大量水 泡会使声波反射回来，并通过压电陶瓷接收 声波，变成电讯号，人们就可以从仪器上知 道鱼群的位置。用同样的方法，也可以探测 到海底暗礁，侦察在海洋里活动的敌人的潜 水艇。
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次声波的危害
1980年，一艘名叫“马尔波罗”的帆船在由新西兰驶往 英国的途中突然神秘地失踪；20年后，却在火地岛附近 被人发现。船上的一切都原封不动、完好如初。就连已 死多年的船员也都各就各位，保持着工作状态。科学家 对他们的神秘死亡引起了极大的关注，经过长期研究， 终于发现，原来他们正是死于海上风暴产生的次声。