超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件,它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率(即超聲波)再傳遞出去,,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%),。
超聲波換能器的結(jié)構(gòu):
超聲流量測量中的超聲波換能器根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同,可以分為直探頭,、斜探頭,、表面波探頭幾種。在本設(shè)計(jì)中,,我們選用斜探頭作為超聲波換能器,。超聲波流量檢測中較為常用的換能器是壓電式斜探頭換能器,它主要由壓電晶片,、楔塊,、接頭等組成,是超聲波流量計(jì)的重要組成部分,。
超聲波探頭中的換能器常用壓電晶片來制作,,壓電晶片的振動頻率就是探頭的工作頻率,主要取決于晶片的厚度和超聲波在晶片材料中的傳播速度,。為得到較高的頻率,,要求晶片在共振狀態(tài)下工作,此時(shí)晶片厚度為波長,。
壓電晶片本身較脆,,為了保護(hù)其與工件接觸時(shí)不損壞,常在晶片的前面粘附一層保護(hù)膜,。在斜探頭的晶片前面有斜楔,,晶片發(fā)出的縱波通過所設(shè)定的一不同傾角的斜楔射向試件表面,經(jīng)波型轉(zhuǎn)換后可以在試件內(nèi)部形成橫波,。
為提高探頭發(fā)射超聲波的頻率,,常使晶片在共振狀態(tài)下使用,但是這樣振動不容易停止,,難以形成窄脈沖,。因此常在晶片背面裝上阻尼塊以增大晶片的振動阻尼,并吸收晶片背面發(fā)出的超聲波,。
對于斜探頭,,晶片前面已經(jīng)與楔塊的斜面固定,背面一般不加阻尼塊。但是斜楔內(nèi)的多次反射波會造成一系列噪聲,,所以在斜楔的前面澆有阻尼物質(zhì),,用以吸收噪聲。
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