超聲波流量計探頭及換能器原理  六十六

解：取最大相對伸長δm=130x10-6，則一端的最大相對伸長為:δm/2=6.5x10-5，PH1’=0.063C2Zδm2Qx10-7≈32.5Q(W/cm2)當Q為1～20時，PH1’=32.5～650W/cm2

實際上要明顯提高PH1’是很困難的，這主要是因為換能器有大量的內損耗轉變成熱量，因此它的冷卻是一個很重要的問題。在設計磁致伸縮換能器，特別是大功率換能器時，一個不可忽視的重要因素就是換能器冷卻，在設計其結構時必須予以充分的考慮。

冷卻方式可以有多種，例如對中小功率的換能器常常采用自然通風或強制風冷，對于大功率換能器則常采用銅管作導體繞制線圈（可用扁銅管以節省體積）并向管內通入一定壓力的水或油進行循環強制冷卻等等。

多腿式換能器的輻射極限比聲功率有如下實用公式：PH1’=（0.063C2Zδm

2Qx10-7）/[1+（b/qh）] （W/cm2）式中：h為窗口高度，由諧振條件決定（見圖4.19）；q=2u/（2u+a）；u為腿截面寬度構成磁回路的軛厚度b能允許的最小值應滿足：b=u（B0+Bm）/BS’并且b«λ式中：BS’為導磁材料的飽和磁感應強度；B0、Bm分別為磁化的磁感應強度最佳值和磁感應交變分量的幅值。

窗口寬度a的大小決定于線圈繞組排列情況、冷卻方式等，并且也與腿的數目有關。按理想條件考慮，應盡可能地減小窗口寬度以提高PH1’，因為影響品質因素Q值。

多腿換能器的輸出極限功率有：PHn=PH1’AB式中：系數A=4（n-1）2u2（這里的n是指腿的數目）；B=[cos2（2πb/λ）]/[1+2（MH/MC）]（即與軛厚度b有關）MH/MC=2Wb/2（n-1）uh

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