超聲波流量計探頭及換能器原理  十

電容式換能器作為接收器使用時，其輸出電壓有下述關系式：e=（dA/d0）·U·（C0/C+C0’）式中：e-輸出電壓；U-施加在電容器兩端的直流電壓（固定偏壓）；d0-一充電電容器兩電極間距離；dA-兩電極間變化的距離；C0-電容器的靜態電容，C-測量

電路中的雜散靜電容；C0’-變化電容。

在作為發射器工作時，電容器兩端除加上了固定偏壓外，還加上了信號電壓（交變電壓），兩極間將因有相互吸引力存在而使振動膜發生振動。已充電的電容器兩極間相互吸引力為：F≈εr·S·U2/d2式中：εr-相對介電常數；S-電極的相對面積；U-施加電壓（信號電壓）；d-電極間距離吸引力F的大小與電壓的正負無關，這種靜電吸引力垂直于電極表面，故只能激發出縱波。

電容式換能器的振動膜厚度在50微米左右時可激發出頻率達10～200MHz的縱波。常用的電容式換能器有電容式傳聲器、錄音機上的外錄話筒等，其特點是頻率特性響應好，但缺點則是其保養維護要求較高（如防塵、防潮、防熱等以防止膜片松弛），此外，其供電系統較復雜，需和放大器裝在一起且不能使用較長的電纜，使用起來有不便之處。

超聲波流量計