天津定制超聲波換能器規(guī)格
發(fā)布時間：2024-10-16 01:04:50
天津定制超聲波換能器規(guī)格
壓電陶瓷換能器是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能和聲能的相互轉(zhuǎn)化。壓電超聲換能器就是其中的一種， 它是水下發(fā)射和接收超聲波的水聲器件。處于水中的在聲波的作用下， 換能器兩端會感應(yīng)出電荷來， 這就是聲波接收器；若在壓電陶瓷片上施加一個交變電場， 陶瓷片就會時而變薄時而變厚， 同時產(chǎn)生振動， 發(fā)射聲波， 這就是超聲波發(fā)射器。在工業(yè)中還被廣泛用作水中導(dǎo)航、海洋探測、精密測量、超聲清洗、固體探傷以及醫(yī)學(xué)成像、超聲診斷、超聲疾病治療等方面。當(dāng)今壓電超聲換能器的另一個應(yīng)用的領(lǐng)域是遙測和遙控系統(tǒng)， 其具體應(yīng)用實例主要有：壓電陶瓷蜂鳴器、壓電點火器、超聲顯微鏡等。
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鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；鈮鎂酸鉛類，原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。電極是銀和低溫玻璃材料。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時，便會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。另一方面，當(dāng)振動壓電陶瓷時，則會產(chǎn)生一個電荷。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構(gòu)成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，便會因彎曲振動發(fā)射出超聲波。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，便會產(chǎn)生一個電信號?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。
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換能器的接收電壓靈敏度，就所用單位而言，“伏特/微巴” 意味著作用在換能器上的聲壓為1微（1μbar=0.1N/m2=1達(dá)因/厘米2）時在換能器輸出端負(fù)載上可得到1伏特的電壓，顯然此值越大，則接收靈敏度越高，因為換句話來說，就是一定的聲壓作用能得到較大的開路電壓。在用分貝（dB）表示時：△dB=20lgM0（V/μbar）/1（V/μbar）這是以1V/μbar為零分貝（參考點靈敏度），將觀測到的靈敏度除以參考點靈敏度所得到的商再取以10為底的對數(shù)并乘以20，從而得到用分貝表示的自由場電壓靈敏度。
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由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對信號的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主程序，超聲測量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時鐘和報警程序。
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水聲換能器就是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為聲能向水中輻射，或?qū)⒔邮盏乃曅盘栟D(zhuǎn)換為其他能量形式的信號進(jìn)行檢測的換能器件。液體中基本特性1.同樣的水質(zhì)、溫度、壓力和發(fā)射功率下：超聲波換能器頻率越低，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。2.同樣的換能器，同樣頻率下：發(fā)射電壓越大，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。發(fā)射電壓越小，發(fā)射距離越近。3.同樣頻率的換能器：發(fā)射面積越大，發(fā)射角度越??；發(fā)射面積越小，發(fā)射角度越大。4.同樣頻率的換能器、同樣的發(fā)射電壓下：水質(zhì)越渾濁，有效測量距離越短，水質(zhì)越清，有效測量距離越長。
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水聲換能器的容性負(fù)載，會產(chǎn)生很大的無功功率，因此需要設(shè)計匹配電路，匹配包括調(diào)諧和阻抗匹配。是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進(jìn)行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時，的兩個端面上就會產(chǎn)生與加壓力時相反的電荷。聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。