超聲波流量計傳感器在控制系統探討  十三

當在A，B 間施加交流電壓時，若上片的電場方向與極化方向相同，則下面的方向相反，因此，上下一伸一縮，形成超聲波振動。壓電陶瓷晶片有一個固有的諧振頻率，即中心頻率0 f 發射超聲波時，加在其上面的交變電壓頻率要與它的固有諧振頻率一致，接收超聲波時，作用在它上面的超聲機械波的頻率也要與它的固有諧振頻率一致。這樣，

超聲波傳感器才有較高的靈敏度，當所用壓電材料不變時，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可以非常方便地改變其固有諧振頻率。

超聲波傳感器由壓電陶瓷晶片、錐形諧振板、底座、端子、金屬殼及金屬網構成。其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形諧振板是發射和接收超聲波的能量集中，并使傳感器有一定的指向角。金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形諧振板的損害，金屬網也是起保護作用的，但不影響發射和接收超聲波。

超聲測距傳感器按其作用距離可以分為大、中、小三種量程。其中，小量程探測距離小于2m，工作頻率在60-300kHz之間；中量程探測距離約為2-l0m，工作頻率在40-60kHz之間；大量程探測距離約為20-50m，工作頻率處在16-30kHz之間。

3.2 超聲傳感器的特性

超聲波傳感器的基本特性有頻率特性和指向特性，這里以課題中選用的MA40EIS發射型超聲波傳感器（密封型）為例進行說明。

一頻率特性其中，f0＝40KHz為超聲發射傳感器的中心頻率，在f0處，超聲發射傳感器所產生的超聲機械波最強，也就是說在f0處所產生的超聲聲壓能級最高。而在f0兩側，聲壓能級迅速衰減。因此，超聲波發射傳感器一定要使用非常接近中心頻率f0的交流電壓來激勵。

 超聲波流量計