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超声波换能器的结构分析

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-11-16 13:33:00【
超声波换能器是一种能量转换器件,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,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%)。
超声波换能器
超声流量测量中的超声波换能器根据其结构的不同,可以分为直探头、斜探头、表面波探头几种。在本课题的设计中,我们选用斜探头作为超声波换能器。超声波流量检测中较为常用的换能器是压电式斜探头换能器,它主要由压电晶片、楔块、接头等组成,是超声波流量计的重要组成部分。
超声波探头中的换能器常用压电晶片来制作,压电晶片的振动频率就是探头的工作频率,主要取决于晶片的厚度和超声波在晶片材料中的传播速度。为得到较高的频率,要求晶片在共振状态下工作,此时晶片厚度为波长。压电晶片本身较脆,为了保护其与工件接触时不损坏,常在晶片的前面粘附一层保护膜。在斜探头的晶片前面有斜楔,晶片发出的纵波通过所设定的一不同倾角的斜楔射向试件表面,经波型转换后可以在试件内部形成横波。
为提高探头发射超声波的频率,常使晶片在共振状态下使用,但是这样振动不容易停止,难以形成窄脉冲。因此常在晶片背面装上阻尼块以增大晶片的振动阻尼,并吸收晶片背面发出的超声波。对于斜探头,晶片前面已经与楔块的斜面固定,背面一般不加阻尼块。但是斜楔内的多次反射波会造成一系列噪声,所以在斜楔的前面浇有阻尼物质,用以吸收噪声。
 

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