（3）超声波传感器内部结构非常的简单、自身体积小、价格低、可以简便的处理信息、可以实现集成化和小型化。

1.3.1  超声波的产生

在我们生活的世界中可以听到各种声音信号。在人类的科学史上人很早就对声音有了了解，声学是人类研究科学最早发展起来的学科之一。在国内，早在秦始皇时期，乐律和乐器就有了很大的发展，对声学的发展有了重要的贡献。在外国，早在19世纪声学就已经发展成为具有现代意义的一门学科，并且水平已经相当的高。然而由于超声波人耳不能听到，所以直到18世纪时人们也只是在研究海豚、蝙蝠等动物时猜测到超声波是存在的。

1.3.2  超声波换能器的发展史

超声波换能器是常.用的敏感器件之一，是测距，遥控，报警常用的器件。实质上，超声波是一种换能装置，它既可以把电振荡的能量转变成机械振荡形成的超声波，也可以把接收到的超声波能量转变成电振荡。

超声波随着科学的发展自身也在不断地发展中，它的研究与发展，与在介质中超声波的研究与发展有密切的关系。1883年，科学家Glton第一次制作成功超声波气硝，它的基本原理是将压缩后的气体通过狭缝喷嘴从而产生气流，以此吹动圆形刀口振动从而形成共振腔，超声波就这样产生了。在此之后，出现了各种各样的机械超声波换能器。由于此类超声波换能器成本很低，因此在不断发展后，现在依旧广泛运用在流体媒质的超声波技术中去[2]。

在20世纪初，电子学得到了飞速的发展，人类已经能够利用一些材料的磁致伸缩效应和压电效应制作成机电换能器。在1917年的时候，夹心式的超声波换能器被法国的物理学家朗之万使用石英制作成功了，而且这种夹心式超声波换能器被运用在水下探测潜艇。随着国防事业和国民经济的高速发展，出现了大功率的超声波换能器磁致伸缩换能器，而且出现了不同用途的超声波换能器如：电磁力型、电力型、静电型。

材料学近年来飞速发展，所以压电换能器由天然压电晶体发展为价格便宜，机电涡合系数高，性能好的压电陶瓷、（fvdf）塑料压电薄膜等。由于社会科学的发展，所以超声波的产生和检测也得到飞速发展，由几千赫提到上千兆赫。产生接收的波也由纵波扩展到表面波、横波等等。这些不同类型换能器已经被运用到电子通信、成像技术、雷达等各个地方。

1.3.3  超声波液位测量器的测量原理

超声波液位测量器的工作原理是将超声波液位测量器安装在固定高度G，如果有一个40KHz的脉冲电信号从超声波传感器的一边输入时，这个信号通过激励换能器处理之后，将这个信号转变成机械振动能量，它的振动频率将变换成20KHz以上的振动能量，由此形成超声波。向外部空间发射出通过辐射口发射出去的超声波信号。如果发射出去的超声波信号遇到液面时，这个信号马上被反射回来。接收器将接收到反射回来的超声波信号，经过内部转换器转换，微弱的电振荡将由超声波产生，这个信号将会被放大。声波传送到物体表面的距离和声波传播时间成正比的关系，它的关系如（1.1）

                                                         （1.1）

其中，声波的传送距离是H，声速是C，传输时间是T。

液位的高度与超声波固定高度、超声波传播距离有关，其关系见（1.2）。

                            （1.2）