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超聲波流量計(jì)傳感器的主要參數(shù)
發(fā)布時(shí)間:2020-09-03 21:12:50

超聲波流量計(jì)傳感器主要由壓電元件(壓電陶瓷片)、背襯材料(吸收塊)、保護(hù)膜和外殼等組成。影響超聲波流量計(jì)傳感器性能的主要參數(shù)有:

(1)中心頻率,指?jìng)鞲衅鞯碾妼?dǎo)值最大時(shí)的工作頻率。

(2)壓電常數(shù),關(guān)系到傳感器聲電轉(zhuǎn)換效率及輸出靈敏度的參數(shù)。

(3)彈性系數(shù),決定著傳感器的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。

(4)絕緣電阻,壓電材料的絕緣電阻大有助于減少電荷泄漏量,從而改善壓電傳感器的低頻特性。

1、圓盤聲源的聲場(chǎng)分析圓盤聲源是指平面狀的圓振子,當(dāng)它沿平面法線方向振動(dòng)時(shí),其面上各點(diǎn)的幅值和相位相同,產(chǎn)生活塞波。

2、聲束軸線的聲壓分布當(dāng)波源晶片直徑D大于波長(zhǎng)λ時(shí),輻射器可以看做無(wú)數(shù)個(gè)尺寸很小的子波源組成的平面波源。子波源做相位相同、振幅相同的振動(dòng),各自發(fā)出波陣面為球面的子波,各子波源發(fā)出頻率相同的連續(xù)正弦波,依據(jù)理論計(jì)算可以求出晶片圓盤軸線上一點(diǎn)Q處的聲壓??梢园崖曉瓷细鱾€(gè)小面積都看作一個(gè)點(diǎn)源,把所有點(diǎn)源輻射的聲波在Q點(diǎn)處的聲壓疊加起來(lái)就是總的聲壓。根據(jù)疊加原理,聲束中心軸線上任何一點(diǎn)處的聲壓等于聲源各點(diǎn)輻射聲壓到達(dá)該點(diǎn)的疊加,由于聲源各點(diǎn)到達(dá)該點(diǎn)的聲程不同,疊加時(shí)有相位差,因而在整個(gè)聲束軸線上出現(xiàn)有聲壓最大值和聲壓最小值的波動(dòng),依據(jù)相關(guān)理論公式可以得出: 當(dāng)D>>λ時(shí),在近場(chǎng)區(qū)當(dāng)x0≈D2/4λ。

式中:x0—聲軸線上最近一個(gè)聲壓最大值點(diǎn)至聲源的距離,m;D—波源晶片直徑,m;λ—聲波波長(zhǎng),m。


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