超声波换能器结构
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%)。超声波换能器的结构:
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。
在有毒、性等恶劣环境中, 人们不能接近工作, 需要远地控制; 电视机, 电风扇以及电灯等电器开关需要遥控, 都可装上超声波换能器, 通过远地发射超声波由装在需要控制系统上的接收换能器所接收,把声信号转变成电信号使开关动作。交通监测现代交通, 自动监测车辆的通行和计数以便掌握车辆的运行情况是非常必要的。如交通监理站安装一个收发兼用的超声波换能器及其附属设备, 当车辆通过时就有一个声脉冲返回, 通过计数累计可得到日行车辆的数量。给汽车尾部装一个收发两用的换能器, 可防止倒车相撞事故发生。在公路上安装接收型压电超声波换能器还可以监测噪声指数。
超声换能器分类
超声换能器的种类,可以按照换能器工作时所产生的波束的多少,分为单波束和多波束。少到单个波束,多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数,又可以分为一维阵(一维线阵,一维凸线阵,一维相控阵),1.5维,1.75维,或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围,可以分为低频,高频换能器。在超声设备中,低频换能器可以到500KHz,甚至更低到20KHz,高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分,那又可以分为压电陶瓷换能器,压电薄膜换能器,压电厚膜换能器,压电单晶换能器,复合材料换能器,微机械加工的电容式换能器,微机械加工的压电式换能器等。
以上信息由专业从事HIFU换能器厂商的东方金荣超声Siansonic于2024/8/11 12:56:11发布
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