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超声波换能器的工作原理和应用

2020-08-12

  超声波液位计是一款非接触式专用于液位的连续性测量的仪表,其主要通过超声波换能器(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。超声波换能器是超声波液位计的核心部件,主要有压电换能器、夹心换能器、柱型换能器、倒喇叭型换能器等不同的种类。为使用户对于超声波换能器有更为全面的了解,现将其工作原理和主要应用分别介绍如下。
  一、超声波换能器的工作原理
  超声波换能器,利用与其谐振频率相同的压电陶瓷的压电效应,将电能转换为机械振动。通常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。所以,作为一种能量转换器件,超声波换能器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,而其自身则消耗很少的一部分功率。
  超声波换能器的结构主要有外壳、声窗(匹配层)、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆、接收器等几大部分组成。其中,压电陶瓷圆盘换能器具有大多数换能器相同的作用,主要用于发射并接收超声波;超声波接收器在压电陶瓷圆盘换能器的上面,主要由引出电缆、换能器、金属圆环和橡胶垫圈组成,接收压电陶瓷圆盘换能器频带外产生的多普勒回拨信号。
  二、超声波换能器的应用
  超声波换能器具有十分广泛的应用,按应用的行业划分,可分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等;按实现的功能划分,可分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境划分,可分为液体、气体、生物体等;按性质划分,可分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。
  以上就是“超声波换能器的工作原理和分类”的相关介绍,如欲了解更多物位开关(料位开关、液位开关)、物位计(料位计、液位计)等物位测量仪表方面的知识,欢迎关注微信公众号:Jiweimeter。


(深圳计为自动化技术有限公司市场部2020年8月12日发布)


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