遼寧定制傳感器廠家
發(fā)布時間：2023-12-02 01:19:30
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超聲波測井換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部一般都包含一個電的儲能元件和一個機械振蕩體系。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時，從激勵電源送來的電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的改變，這種改變經(jīng)過某種效應(yīng)對換能器的機械振蕩體系發(fā)生一個推進(jìn)力，使其進(jìn)入振蕩狀態(tài)，從而推進(jìn)與換能器機械振蕩體系相觸摸的介質(zhì)發(fā)生振蕩，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過程正好與此相反，外來聲波作用在換能器的振蕩面上，從而使換能器的機械振蕩體系發(fā)生振蕩，憑借某種物理效應(yīng)，引起換能器儲能元件中的電場或磁場發(fā)生相應(yīng)的改變，從而引起換能器的電輸出端發(fā)生一個相應(yīng)于聲信號的電壓和電流。
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聲波幅度測井也稱裸眼聲幅測井，是在未下套管的井內(nèi)利用聲波儀器進(jìn)行測量，與聲速測井不同，它不是記錄聲波由發(fā)射器經(jīng)地層到達(dá)接收晶體的傳播時間。聲幅測井具有測量簡單，費用低，多數(shù)情況下有一定效果等優(yōu)點。這種測井方法的缺點是：1、沒有可以用來判斷儀器居中程度的測量信息；2、沒有反映水泥環(huán)與地層之間（第二界面）膠結(jié)狀況的測井信息；3、聲波幅度是環(huán)向360°水泥膠結(jié)狀況的平均物理響應(yīng)，不能探測水泥溝槽；4、測井響應(yīng)受快速地層（地層聲波時差小于57μs/ft）、水泥環(huán)厚度、套管尺寸、微間隙和儀器偏心等因素的影響，而根據(jù)這種測井儀器采集的資料無法識別這些影響因素。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評價需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數(shù)、電聲效率、機械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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壓電陶瓷對我們來說已經(jīng)很熟悉了，它是一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，除具有壓電性外， 還具有介電性、彈性等， 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷除具有壓電效應(yīng)外，還有熱釋電效應(yīng)、光彈、光電效應(yīng)。這方面應(yīng)用器件有：光調(diào)制器、光閥、電光顯示、光信息儲存、映象儲存和顯示、電控多色濾波器。透明鐵電壓電陶瓷（PLZT）是一種很有價值的新型電子材料，開辟了壓電陶瓷材料在電光應(yīng)用上的發(fā)展，其具有易于加工成各種不同尺寸和形狀的制品，控制組成性質(zhì)可變范圍寬，成本低等特點。
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壓電圓環(huán)換能器有空氣背襯或溢流式兩種結(jié)構(gòu)。換能器兩邊加端蓋，內(nèi)部形成空氣腔，然后水密封裝，就是空氣背襯結(jié)構(gòu)；兩端不加蓋，只把壓電圓環(huán)水密，讓流體自由進(jìn)出圓環(huán)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)稱為溢流圓環(huán)換能器。溢流圓環(huán)換能器由于兩端開口，內(nèi)外壓力平衡，理論上可以工作在任何深度，適用于深水、變深工作的要求。溢流圓環(huán)在水下工作時除了換能器本身的徑向振動外，還帶動腔體內(nèi)的液體振動。利用液腔振動模態(tài)和圓環(huán)徑向振動模態(tài)的振動耦合，可得到較寬的工作頻帶。