给我一篇关于超声波的论文。
[关键词]超声波传感器液位测量疾病诊断测距系统
一、超声波传感器概述
1.超声波的
声波是物体机械振动状态的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz的声波，其每秒振动频率很高，超过了人类听觉的上限。人们称这种听不见的声波为超声波。超声波是弹性介质中的一种机械振动，有横向振动(横波)和纵向振动(纵波)两种形式。纵向振荡主要用于工业应用。超声波可以在气体、液体、固体中传播，传播速度不同。此外，它还有折射和反射现象，在传播过程中有衰减。超声波在介质中的反射、折射、衍射和散射的传播规律与可听声波没有本质区别。相对于听得见的声波，超声波有很多奇怪的特性:传播特性——超声波的衍射能力很差，在均匀介质中可以直线传播。超声波的波长越短，这种特性就越显著。功率特性——声音在空气中传播时，推动空气中的粒子来回振动，对其做功。在同样的强度下，声波的频率越高，它的功率就越大。因为超声波的频率很高，所以它的功率相对于普通声波来说是非常大的。空化——超声波在液体中传播时，由于液体颗粒的剧烈振动，会在液体中产生微小的空腔。这些小空腔的快速膨胀和闭合会引起液体粒子之间的剧烈碰撞，从而产生几千到几万个大气压的压力。这种颗粒间的强烈相互作用会使液体的温度突然升高，从而乳化两种不相溶的液体(如水和油)，加速溶质的溶解，加速化学反应。超声波在液体中作用产生的这种效应称为超声空化。
超声波的特点:(1)超声波传播时，指向性强，能量容易集中；(2)超声波可以在不同介质中传播，并能传播足够远；(3)超声波与传声介质的相互作用适中，容易携带有关传声介质状态的信息(对传声介质的诊断或作用)。
2.超声波传感器
超声波传感器是利用超声波的特性研制的传感器。使用超声波作为检测手段，需要产生超声波和接收超声波。实现这一功能的装置是超声波传感器，通常称为超声波换能器或超声波探头。
超声波探头主要由压电晶片组成，可以发射和接收超声波。超声波探头的核心是塑料或金属外壳中的压电芯片。构成晶片的材料有很多种。超声波传感器的主要材料有压电晶体(电致伸缩)和镍铁铝合金(磁致伸缩)。电致伸缩材料包括锆钛酸铅(PZT)。由压电晶体构成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转化为机械振荡产生超声波，当它接收到超声波时，也可以转化为电能，所以又分为发射器或接收器。有些超声波传感器既能发送又能接收。超声波传感器由发射传感器(或波发射器)、接收传感器(或波接收器)、控制部分和电源部分组成。发射机传感器由一个发射机和一个直径约为15mm的陶瓷振子换能器组成，换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能量转化为超能并辐射到空气中。接收传感器由一个陶瓷振动传感器和一个放大电路组成。换能器接收波并产生机械振动，机械振动转换成电能作为传感器接收器的输出，从而检测发射的超声波。控制部分主要控制发射机发出的脉冲链频率、占空比、稀疏调制、计数和探测距离。二、超声波传感器的应用
超声波距离传感器技术的应用
超声波传感器包括三部分:超声波换能器、处理单元和输出级。首先，处理单元对超声波换能器施加电压激励，超声波换能器被激励后以脉冲的形式发射超声波，然后超声波换能器转入接收状态，处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析，判断接收到的信号是否为发射超声波的回波。如果是，测量超声波的传播时间，根据测得的时间换算除以2，即为物体反射超声波的距离。通过在合适的位置安装超声波传感器，并针对被测物体的变化方向发射超声波，可以测量物体表面与传感器之间的距离。超声波传感器有发射器和接收器，但是超声波传感器也可以具有发送和接收声波的双重功能。超声波传感器利用压电效应原理，将电能和超声波相互转换，即在发射超声波时，转换电能，发射超声波；当接收到回声时，超声波振动被转换成电信号。
2.超声波传感器在医学中的应用。
超声在医学上的应用主要是诊断疾病，已经成为临床医学中不可或缺的诊断手段。超声诊断的优点是:无痛苦、无损伤、方法简单、成像清晰、诊断准确率高。
3.超声波传感器在液位测量中的应用。
超声波液位测量的基本原理是超声波探头发出的超声波脉冲信号在气体中传播，遇到空气和液体的界面时被反射。接收到回波信号后，通过计算超声波来回传播的时间，可以换算出距离或液位高度。超声波测量法有很多其他方法无法比拟的优点:(1)它没有机械传动部件，不接触被测液体，属于非接触式测量，不怕电磁干扰，不怕酸碱等强腐蚀性液体，所以性能稳定，可靠性高，使用寿命长；(2)响应时间短，可以方便地实现无滞后的实时测量。
4.超声波传感器在测距系统中的应用。
超声波测距大致有以下几种方法:①取输出脉冲的平均电压，电压(其幅度基本固定)与距离成正比，通过测量电压即可测出距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射和接收超声波的时间间隔t，所以测得的距离为S=1/2vt。如果测距精度很高，就要进行温度补偿修正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。
三。摘要
摘要:基于超声波相对于可听声波的特点，论述了超声波传感器的原理和特点，总结了超声波传感器在生产和生活各个方面的广泛应用。但是超声波传感器也有自己的缺点，比如反射问题，噪声问题等等。因此，对超声波传感器的进一步研究和探讨仍然具有重要的价值。
参考资料:
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李桂凤，周东辉，王广信。基于超声波传感器的机器人环境检测系统。2005,(04).
童敏明，唐守峰。检测和转换技术。中国矿业大学出版社。
王松，郑正奇，邹。超声波定位车辆路径监控系统的设计。2006，(10)。
[5]于志根，李天真，童炳金。自动检测技术培训课程。清华大学出版社。
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