超聲波流量計探頭及換能器原理 六十八
此外,當頻率增高時,在負載中的聲能量衰減也會顯著增加,因為:式中:Ix為與聲源距離X處的振動強度;I0為聲源起點(X=0)處的振動強度;α為衰減系數,它由負載介質的物理性質和狀態決定;f為振動頻率。
隨著頻率的提高,聲能衰減增大,使得對大體積或大容積負載的應用受到了限制(在與聲源距離稍大的地方將不能獲得所需的振動強度)。
還有一個重要因素要考慮的是:由于諧振頻率與換能器的尺寸密切相關-如前所述,若選用高頻時,就意味著換能器的體積要縮小(h=λ/2,λ=C/f,當頻率增高時,對于同一負載,其波長減小,亦即h減小)。換能器的體積V(與重量相關)又與振動的極限功率P成正比,與頻率f的三次方成反比,即:V∝P/f3
因此,從以上三個主要方面考慮,為了獲得大的彈性振動功率(這是磁致伸縮換能器的主要應用特點),適宜選用較低的工作頻率,這也是為什么磁致伸縮換能器通常工作在千赫茲頻率范圍的原因。
超聲波流量計