超聲波流量計探頭及換能器原理  一二七

以電導為橫坐標，電納為縱坐標，在此坐標系中動態導納隨頻率而變化的曲線近似為一個圓，稱為導納圓，如圖6.9所示。

圖6.9 導納圓

9可以看出最大導納Ym時的fm，最小導納Yn時的fn、fr與fa（導納呈電導性，與fr對應的電阻為Rr，與fn對應的電阻為Ra），并有fm＜fs＜fr和fn

＞fp＞fa。如果等效電阻R較小，則作為初步近似，可認為：fm≈fs≈fr，fn≈fp≈fa，即取R=0時的值。對于中、高阻尼探頭的換能器，其機械損耗相當大，此時應使用下面的關系式：

fm≈fs[1-（1/2M2γ）]

fn≈fp[1+（1/2M2γ）]

fr≈fs[1+（1/2M2γ）]

fa≈fp[1-（1/2M2γ）]

式中：M=Qm/γ=1/2πfsC0R γ=C0/C

使用導納電橋可以實測壓電換能器的導納圓，換能器的導納圓是很有用的，例如可在圓上查出頻率fs及其導納（或阻抗）數據，供換能器的調諧和匹配之用，又如從等效電路可看出換能器的效率為：η=RmR/R=1-（Rmi/R）測出在實際負載條件下的導納圓，其直徑d即等于1/R，再測出空載時的導納圓，其直徑d0等于1/Rmi，就可計算出效率：η=1-（d/d0）

超聲波流量計