超聲波流量計探頭及換能器原理  十九

指向性因素也可以用分貝（dB）表示，這是稱為指向性指數(shù)，它等于指向性因素的常用對數(shù)乘10。對于發(fā)射換能器，指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。

點聲換能器的指向性指數(shù)為：DI=10lgI/I0式中：I-與聲源距離r的軸線上聲強；I0- I0 =W/4πr2，W=∫sIds，這里W是聲源向整個空間輻射的總功率。

八.噪音級

由于換能器的內(nèi)阻、導(dǎo)線或負(fù)載上分子（或原子）的熱運動，即使在外來聲壓為零的情況下，換能器仍會有一定的電壓輸出，即為噪音電壓Un，其值與換能器靈敏度（響應(yīng)）U無關(guān)。噪音電壓的絕對值大小并不重要，重要的是它與換能器靈敏度的比值，通常采用相對噪音級表示，即：Nn=20lgUn/U （dB）顯然，噪音級的值應(yīng)越小越好。

除了上述幾種主要性能外，在實際應(yīng)用中反映換能器工作性能的因素還有動態(tài)范圍、有效帶寬、波束寬度、換能器損失等。例如，本專業(yè)在超聲檢測技術(shù)中對所用的超聲換能器有其特定的要求，包括：檢測用超聲換能器一般不需要大功率，而往往只需較小的功率，因為檢測用超聲波的聲強應(yīng)小到不至引起傳聲介質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生變化，同時又有足夠的強度使接收到的信號明顯大于噪音（因此大多采用脈沖波，其瞬時功率較大可以保證有足夠的信噪比，而平均功率較小，也使得換能器比較輕巧靈活便于使用）；作為檢測用的換能器，由于是用作物理量的測量，故必須有較好的時間穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性等；在換能過程中，應(yīng)盡可能保持波形不變（即波形畸變要盡可能地小）才能真實反映檢測對象的特征；對換能器的振動方式有特殊要求，一邊能在傳聲介質(zhì)中激發(fā)出所需要波型的超聲波，例如縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波、爬波等等；

超聲波流量計