超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理  六十七

二.磁致伸縮換能器諧振頻率的計(jì)算

多腿式換能器的許多參數(shù)可以分解為單腿情況來(lái)計(jì)算，因此下面仍以單腿換能器為例進(jìn)行討論， 共振基頻 fr1=(C/2h){1/[1+2（MH/MC）]}1/2 或者 h=C/2fr1[1+2（MH/MC）]1/2由于蓋板構(gòu)成的軛有彎曲振動(dòng)存在，還需要考慮諧振頻率的修正，即實(shí)際諧振頻率應(yīng)為：f’=φfr式中φ為修正系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)有：f＜25KHz時(shí)φ≈0.95

f為20～50KHz時(shí)φ≈0.9

f＞50KHz時(shí)φ≈0.87

頻率越高，φ越小，實(shí)際諧振頻率受影響越大。

相反，為了使換能器按預(yù)定頻率振動(dòng)，作為超聲頻電振蕩電路輸出的頻率應(yīng)考慮為：f”=fr/φ（換能器尺寸仍應(yīng)按fr確定）

三.磁致伸縮換能器工作頻率的選擇

工業(yè)用磁致伸縮換能器的工作頻率范圍一般在8～35KHz。

頻率并不是決定換能器效率和施工性質(zhì)的唯一主要因素，最重要的因素應(yīng)是能導(dǎo)入負(fù)載中的振動(dòng)強(qiáng)度-比功率的大小，我們已經(jīng)知道：振動(dòng)功率P功≡ξ2f2 和聲壓P聲≡ξf，式中ξ為振動(dòng)振幅，f為振動(dòng)頻率應(yīng)當(dāng)注意的是：在功率超聲波應(yīng)用中，以液體介質(zhì)為負(fù)載的應(yīng)用是以空化現(xiàn)象為重要功能的（當(dāng)然也包括振動(dòng)作用）。空化現(xiàn)象的產(chǎn)生首先決定于比聲功率（或聲壓），但若頻率升高到兆赫茲范圍（例如0.5～1MHz）時(shí)，卻會(huì)減弱空化作用或削弱與此作用有關(guān)的一些過(guò)（如分散、如化、集聚等），這是由于頻率太高時(shí)，這些作用過(guò)程將來(lái)不及完成，甚至無(wú)法產(chǎn)生這些過(guò)程，或者雖然能夠產(chǎn)生，但在其氣泡閉合（破裂）時(shí)產(chǎn)生的脈沖幅度會(huì)大大減弱。

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