小時候跟小伙伴們一起抓的蝙蝠是我們最早接觸到超聲波這個概念，蝙蝠能利用微弱的超聲回波在黑暗中飛行并捕捉食物。現在超聲波的應用非常多，比如在醫院常見的彩超就是典型應用，還有超聲波洗牙也是大家經常能夠見到的。

　　利用超聲波的反射定律可以探測物體，超聲波探測器有著廣泛的用途，例如，自動開關門的檢測、控制器；電梯自動啟動器；防盜報警探測器等。這種探測器的特點是可以判斷被探測區域內有無活動的人動物或其它移動的物體，控制圍較大，可靠性高。

　　首先我們先來認識下超聲波，人耳能聽見頻率在20~20000赫的聲音。當聲音的頻率高于20000赫時，人耳就聽不見了，這時的聲音叫“超聲波”。

　　超聲波是聲波的一部分，只是它的頻率高于20KHZ，超聲波和聲波有共同之處，即都是由物質振動而產生的，并且只能在介質中傳播，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。

　　超聲波具備束射特性，也就是說從聲源發出的聲波向某一方向（其他方向甚弱）定向地傳播，稱之為束射。 超聲波由于它的波長較短，當它通過小孔（大于波長的孔）時，會呈現出集中的一束射線向一定方向前進。又由于超聲方向性強，所以可定向采集信息。同樣當超聲波傳播的方向上有一障礙 物的直徑大于波長時，便會在障礙物后產生“聲影”。這些猶如光線通過小孔和障礙物一樣，所以超聲波具有和光波相似的束射特性。

　　超聲波防盜報警器原理

　　利用超聲波的特性，根據反射回來聲波的特性，再轉換成需要的電信號就可以實現報警。超聲波防盜報警器原理是用超聲波傳感器作為發射頭和接收頭， 發射器向被探測區域發射等幅超聲波，接收器接收反射回來的超聲波，在沒有移動物體進入被探測區域時，反射回來的超聲波是等幅的。當有活動的物體進入探測區域時，反射回來的超聲波幅度不等，并且不斷變化，接收電路檢測到變化的信號控制電路做出反應即驅動報警。

　　超聲波防盜報警器按照其結構和安裝方法不同分為兩種類型：一種是將兩個超聲波換能器安裝在同一個殼體內，即收、發合置型，其工作原理是基于聲波的多普勒效應，也稱為多普勒型。其發射的超聲波的能場分布具有一定的方向性，一般為面向方向區域呈橢圓形能場分布。

　多普勒型工作原理

　　另一種是將兩個換能器分別放置在不同的位置，即收、發分置型，稱為聲場型探測器，它的發射機與接收機多采用非定向型（即全向型）換能器或半向型換能器。非定向型換能器產生半球型的能場分布模式，半向型產生錐形能場分布模式。

? ? ?超聲波發射電路設計

　　超聲換能器及其發射電路是超聲測距系統中的關鍵組成部分， 它決定了一個系統所能達到的最終指標，超聲換能器一旦選定， 其性能參數如機械共振頻率、聲波輻射等效電阻等也已確定發射電路沒汁的好壞將直接影響超聲波的發射效率。超聲檢測中常用的發射電路可以分為三類，即單脈沖發射電路， 方波調制的脈沖波發射電路和連續波發射電路，這三類電路各有其特點，可根據應用場合選用。我們采用555定時器配以少量的電阻、電容等元件設計了一種超聲波發射電路，它可以三類電路的方式工作。

　　超聲波發射電路設計分析：由F1~F3三門振蕩器在F3的輸出為40kHZ方波，工作頻率主要由C1、R1和RP決定，用RP可調電阻來調節頻率。 F3的輸出激勵換能器T40-16的一端和反向器F4，F4輸出激勵換能器T40-16的另一端，因此，加入F4使激勵電壓提高了一倍。電容C3、C2平衡F3和F4的輸出，使波形穩定。電路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四個反向器，剩余兩個不用（輸入端應接地）。電源用9V疊層電池。測量F3輸出頻率應為40kHZ±2kHZ，否則應調節RP。發射超聲波信號大于8m。

超聲波發射電路

超聲波發射電路

　　超聲波連續波信號發送電路

　　超聲波防盜報警器框圖

超聲波防盜報警器的硬件設計