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超声波换能器是如何工作的

发布时间:2024-07-10 14:05人气:
超声波液位计专用于连续性液位测量,其通过超声波换能器(探头)发出高频超声波脉冲,当遇到被测液位表面时,该声波被反射回来,部分反射回波被换能器(探头)接收并转换成电信号。超声波液位计是利用声波发射与接收的时间差,以及声波传播速度来计算液面高度的。那么,作为超声波液位计的关键部件——超声波换能器是如何工作的呢?
 
超声波换能器,其实就是频率与其谐振频率相同的压电陶瓷,利用材料的压电效应将电能转换为机械振动。一般情况下,先由超声波发生器产生超声波,经超声波换能器将其转换为机械振动,再经超声波导出装置、超声波接收装置便可产生超声波。超声波换能器作为一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而它自身消耗很少的一部分功率。
 
超声波换能器主要包括外壳、声窗(匹配层)、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆、接收器等几大部分构成。
 
其中,压电陶瓷圆盘换能器起到的作用和一般的换能器相同,主要用于发射并接收超声波;而在压电陶瓷圆盘换能器的上面是接收器,主要由引出电缆、换能器、金属圆环和橡胶垫圈组成,用作超声波接收器,接收压电陶瓷圆盘换能器频带外产生的多普勒回拨信号。
 
超声波换能器的种类,可分为压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等等。超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。

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