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行業(yè)百科

超聲波換能器是如何工作的

2020-08-12

　　超聲波液位計專用于連續(xù)性液位測量，其通過超聲波換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，當遇到被測液位表面時，該聲波被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號。超聲波液位計是利用聲波發(fā)射與接收的時間差，以及聲波傳播速度來計算液面高度的。那么，作為超聲波液位計的關(guān)鍵部件——超聲波換能器是如何工作的呢？
　　超聲波換能器，其實就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用材料的壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機械振動。一般情況下，先由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，經(jīng)超聲波換能器將其轉(zhuǎn)換為機械振動，再經(jīng)超聲波導(dǎo)出裝置、超聲波接收裝置便可產(chǎn)生超聲波。超聲波換能器作為一種能量轉(zhuǎn)換器件，它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率（即超聲波）再傳遞出去，而它自身消耗很少的一部分功率。
　　超聲波換能器主要包括外殼、聲窗（匹配層）、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜、接收器等幾大部分構(gòu)成。
　　其中，壓電陶瓷圓盤換能器起到的作用和一般的換能器相同，主要用于發(fā)射并接受超聲波；而在壓電陶瓷圓盤換能器的上面是接收器，主要由引出電纜、換能器、金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成，用作超聲波接收器，接收壓電陶瓷圓盤換能器頻帶外產(chǎn)生的多普勒回撥信號。
　　超聲波換能器的種類，可分為壓電換能器、夾心換能器、柱型換能器、倒喇叭型換能器等等。超聲波換能器的應(yīng)用十分廣泛，它按應(yīng)用的行業(yè)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、生活、醫(yī)療及軍事等。按實現(xiàn)的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監(jiān)測、遙測、遙控等；按工作環(huán)境分為液體、氣體、生物體等；按性質(zhì)分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。

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