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超聲波探頭的主要材料有壓電晶體及鎳鐵鋁合金兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛等，壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器，可以將電能轉變成機械振蕩而產生超聲波，同時接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以可以分成發送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發送，也能作接收。
小型超聲波傳感器，發送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60，T/R-40-12等，其中T表示發送，R表示接收，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計。另有一種密封式超聲波傳感器。
超聲波探頭的特點是具有防水作用，但不能放入水中，可以作料位及接近開關用，它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型，透射型用于遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等。分離式反射型用于測距、液位或料位；反射型用于材料探傷、測厚等。
工作原理：通過壓電效應發射、接收超聲波。640V的交變電壓加至壓電晶片銀層，使面積相同間隔一定距離的兩塊金屬極板，分別帶上等量異種電荷形成電場，有電場就存在電場力，壓電晶片處在電場中，在電場力的作用下發生形變，在交變電場力的作用下，發生變形的效應，稱為逆壓電效應，也是發射超聲波的過程。
超聲波是機械波，機械波是由振動產生的，超聲波發現缺陷引起缺陷振動，其中一部分沿原路返回，由于超聲波具有一定的能量，再作用到壓電晶體上，使壓電晶體在交變拉、壓力作用下產生交變電場，這種效應稱為正壓電效應，是接收超聲波的過程。正、逆壓電效應統稱為壓電效應。
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