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1、项目4 加湿器的工作原理,加湿的目的,如何能让环境更舒适 防止产生静电、防尘 满足生产工艺的要求（烟草加工、电子、印刷、喷漆、纺织） 保鲜（农业）,项目内容,知识点: 超声波传感器的原理、 技能: 超声波传感器的使用 拓展知识：超声波传感器的其他应用,1. 有关概念,（1）湿度：空气中含有水蒸气的量称为湿度，含有水蒸气的空气是一种混合气体。主要有质量百分比和体积百分比、相对湿度和绝对湿度、露点（霜点）等表示法。 （2）绝对湿度： 表示单位体积内，空气里所含水蒸气的质量。当在一定压力、温度下，大气中的水蒸气含量达到的最大值时的状态称为饱和状态。 （3）相对湿度：是控制的绝对湿度与同温度下的饱和状
2、态空气绝对湿度的比值。 % RH,）露（霜）点 饱和状态空气的水蒸气含量随温度的降低而逐渐下降。当空气温度下降到某一温度时，空气中的水蒸气压与同温度下水的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸气将向液相转化而凝结成露珠，相对湿度为100RH。该温度，称为空气的露点温度，简称露点。如果这一温度低于0时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。两者统称为露点。空气中水蒸气压越小，露点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。（让不饱和变成饱和）,降低温度会产生结露现象。露点与农作物的生长有很大关系，结露也严重影响电子仪器的正常工作，必须予以注意。,露点,测量露点的仪器,2、加湿器的种类,（1）蒸发型加湿器 直接蒸发
3、型加湿器也通常被称为纯净型加湿器 这种类型增湿器实际上很简单，并且在很大程度上是自动调节的。用一个装有冷水的储液器把水输送到一个水槽中，再通过一个毛细过滤器把水从水槽中吸出来。然后由一个风扇扇动空气通过潮湿的过滤器。,电加热式加湿器。其工作原理是将水在加热体中加热到100度,产生蒸气,用电机将蒸气送出。所以电加热式加湿器是技术最简单的加湿方式，缺点是能耗较大，不能干烧，安全系数较低、加热器上容易结垢。,2）热蒸发型加湿器,3）超声波加湿器 超声波加湿器采用超声波高频震荡，将水雾化为1-5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，使空气湿润并伴生丰富的负氧离子，能清新空气。（利用超声波的
4、空化作用）,3、超声波物理基础,频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本领大，能穿透几米厚的钢板，而能量损失不大。在遇到两种介质的分界面（例如钢板与空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。,1）超声波的波型分类,传播波型主要可分为纵波、横波、表面波 横波：振动与传播垂直，仅能在固体中传播 纵波：振动与传播一致，在固、液、气都行 表面波：仅在固体表面,2）超声波的特点 折射和反射,衰减和吸收 能量集中 指向性好 多普勒效应：许多情况下声源、观察者以及媒质之间都会发生相对运动，这样接收到的频率会与声源的发射频率有所不
5、同，这一现象常称为多普勒效应 空化作用：在液体中传播时,超声波与声波一样是一种疏密的振动波,液体时而受拉时而受压,产生近于真空或含少量气体的空穴。在声波压缩阶段,空穴被压缩直至崩溃。在空穴崩溃时产生放电和发光现象,这种现象称为空化作用。,4、加湿器中超声波探头,将数百伏的超声电脉冲加到压电晶片上，利用逆压电效应，使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。,5、超声波加湿器的原理,6、超声波的其它应用,焊接、清洗、探伤等 关键产生超声波 产生超声波的器件叫超声波探头（超声波换能器）,超声波换能器,超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、空气传导探头
6、以及其他专用探头等。,接触式 直探头原理,超声脉冲电压输入端,接地端,接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）,压电晶片粘贴在与底面成一定角度（如30、45等）的有机玻璃斜楔块上，当斜楔块与不同材料的被测介质（试件）接触时，超声波将产生一定角度的折射，倾斜入射到试件中去，可产生多次反射，而传播到较远处去。,底部耐磨材料,接插件,各种双晶直探头,焦距范围：540mm, 频率范围：2.55MHz，钢中折射角：45 70,水浸探头 （可用自来水作为耦合剂）,选择声透镜形状，可决定聚焦形式为点聚焦或线聚焦。,聚焦探头,由于超声波的波长很短（毫米数量级），所以它也类似光波，可以被聚焦成十分细的声束，其直
7、径可小到1mm左右，可以分辨试件中细小的缺陷，这种探头称为聚焦探头。聚焦探头采用曲面晶片来发出聚焦的超声波；也可以采用两种不同声速的塑料来制作声透镜；也可以利用类似光学反射镜的原理制作声凹面镜来聚焦超声波。,聚焦探头原理及外形,水浸聚焦探头,耦合剂,超声探头与被测物体接触时，探头与被测物体表面间存在一层空气薄层，空气将引起三个界面间强烈的杂乱反射波，造成干扰，并造成很大的衰减。为此，必须将接触面之间的空气排挤掉，使超声波能顺利地入射到被测介质中。在工业中，经常使用一种称为耦合剂的液体物质，使之充满在接触层中，起到传递超声波的作用。常用的耦合剂有自来水、机油、甘油、水玻璃、胶水、化学浆糊等。,空
8、气超声探头,a） 超声发射器 b）超声接收器 1外壳 2金属丝网罩 3锥形共振盘 4压电晶片 5引脚 6阻抗匹配器 7超声波束,空气超声探头外形,超声波传感器的应用,当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型，反射型可用于接近开关、测距、测液位或物位、金属探伤以及测厚等。,超声波传感器应用举例,超声波测厚,双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度 ：,超声波测量液位和物位,喇叭形 超声发生器,超声波测量液位和物位原理,7、超声波焊接,可以焊接金属、塑料 （1）热塑料超声波焊接 应用于塑胶制品之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结。它取代了溶剂粘胶，机械坚固，具有连接装配功能、防潮、防水的密封效果。,超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器、调幅器、焊头、模具和机架,（2）超声波金属焊接机,8、超声波探伤,脉冲反射法,
