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超声波换能器详解

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器。超声波传感器包括了超声波发送器和超声波接收器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷,这种传感器统称为压电式超声波探头。超声波探头按其结构可分为直探头、斜探头、双探头和液浸探头等。超声波频率f与其厚度δ成反比。图5-5 压电式超声波传感器结构

超声波换能器详解

利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器

超声波传感器包括了超声波发送器和超声波接收器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等,其中以压电式最为常用。压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷,这种传感器统称为压电式超声波探头。它是利用压电材料的压电效应来工作的:逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动,从而产生超声波,可作为发射探头;而正压电效应是将超声振动波转换成电信号,可作为接收探头。

由于压电材料较脆,为了绝缘、密封、防腐蚀、阻抗匹配及防止不良环境的影响,压电元件常装在一个外壳内而构成探头。超声波探头按其结构可分为直探头、斜探头、双探头和液浸探头等。超声波直探头结构如图5-5所示。它主要由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保护膜、引线等组成。压电晶片多为圆板形,厚度为δ。超声波频率f与其厚度δ成反比。压电晶片的两面镀有银层,作导电的极板,底面接地,上面接至引出线。阻尼块的作用是降低晶片的机械品质,吸收声能量。如果没有阻尼块,当激励的电脉冲信号停止时,晶片将会继续振荡,加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变差。(www.xing528.com)

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图5-5 压电式超声波传感器结构

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