帶你品味品味超聲波換能器、壓電陶瓷換能器、壓力換能器

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)沓暡〒Q能器、壓電陶瓷換能器、壓力換能器的有關(guān)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對換能器具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

一、什么是換能器

換能器，是指電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的器件。在回聲測深儀、多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀中使用。將電能轉(zhuǎn)換成聲能的稱為發(fā)射換能器;將聲能轉(zhuǎn)換成電能的是接收換能器。發(fā)射和接收換能器通常是分開使用的，但也可以共用一個(gè)。換能器的主要性能指標(biāo)有：工作頻率、頻帶寬度、電聲頻度、諧振頻率時(shí)的阻抗、指向性(發(fā)射波束寬度)和靈敏度等。按物理特性和使用材料的不同，換能器可分為兩類:磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器。前者應(yīng)用鐵磁材料的磁致伸縮效應(yīng)，常由鎳或鎳鐵合金制成;后者應(yīng)用電致伸縮效應(yīng)和壓電效應(yīng)，常由鈦酸鋇陶瓷和銑鈦酸鉛陶瓷等介質(zhì)電材料制成。換能器安裝于船底，其指向性可用波束寬度或半擴(kuò)散角來表征。

二、超聲波換能器

接下來，我們來看看超聲波換能器的具體情況。

超聲波換能器，其實(shí)就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用的是材料的壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。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(jī)械振動(dòng)，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。

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(yùn)輸、生活、醫(yī)療及軍事等。按實(shí)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。

三、壓電陶瓷換能器

了解完超聲波換能器后，我們再來看看壓電陶瓷換能器。

壓電陶瓷換能器由壓電陶瓷片和輕、重兩種金屬組成，在一定的溫度下經(jīng)極化處理后，具有壓電效應(yīng)。壓電陶瓷超聲換能器很早就進(jìn)入了人們的研究視野，它制作方便，可操控強(qiáng)，靈敏度高，機(jī)電耦合性好?；趬弘娞沾砷_發(fā)的換能器包括功率超聲換能器和檢測超聲換能器。

壓電陶瓷換能片的原理是，當(dāng)壓力或張力施加到陶瓷片上時(shí)，在陶瓷片的兩端會(huì)產(chǎn)生極性相反的電荷，并通過電路產(chǎn)生電流。這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。如果由這種壓電陶瓷制成的換能器被放入水中，那么在聲波的作用下，在換能器的兩端會(huì)感應(yīng)出電荷，這是聲波接收器。此外，壓電效應(yīng)是可逆的。如果交變電場施加到壓電陶瓷片上，陶瓷片會(huì)不時(shí)變得越來越薄和厚，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)出聲波。因此，解決了超聲波發(fā)射器的問題。

四、壓力換能器

壓力換能器通常為高電平電壓或頻率輸出信號，包括0.5至4.5V比率(輸出信號與電源成正比)、1-5V和1-6kHz。這些輸出信號應(yīng)在電子設(shè)備的二十英尺范圍內(nèi)使用。電壓輸出信號可為井口SCADA 系統(tǒng)等遠(yuǎn)程電池供電設(shè)備提供低功耗。除需要5VDC穩(wěn)壓電源的0.5-4.5V輸出外，電源電壓通常為8-28VDC。0-5V等舊電壓輸出信號不具有在傳感器處于零壓力時(shí)存在信號的“非零最小輸出”功能。此類風(fēng)險(xiǎn)在于系統(tǒng)無法區(qū)分沒有輸出的傳感器故障與零壓力這兩種情況。

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