超聲波流量計傳感器基本原理  三

1. 3超聲換能器的性能參數

超聲換能器是一種能量轉換器件, 其性能描述與評價需要許多參數. 超聲換能器的特性參數包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數、電聲效率、機械品質因數、阻抗特性、頻率特性、指向性、發射及接收靈敏度等等. 不同用途的換能器對性能參數的要求不同, 例如, 對于發射型超聲換能器, 要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉換效率; 而對于接收型超聲換能器, 則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等. 因此, 在換能器的具體設計過程中, 必須根據具體的應用, 對換能器的有關參數進行合理的設計.

1. 4超聲換能器的分析方法

超聲換能器包含了電路系統、機械振動系統和聲學系統, 并且三者在換能器工作時, 有機地結合在一起成為一個統一的整體. 這樣就決定了對它的研究方法是融合了電子學、力學、聲學等諸方面的研究方法, 并且通過電- 力- 聲類比, 使三者能夠用統一的等效機電圖和等效方程式, 方便地進行對其深入的研究.

為了確定換能器的工作狀態, 必須求出它的機械振動系統的狀態方程式和電路系統狀態方程式.換能器機械系統的狀態方程式(簡稱為機械振動方程)是換能器處于工作狀態時, 描寫它的機械振動系統的力與振速的關系式, 而電路系統的狀態方程式(簡稱電路狀態方程式)是描寫電路系統的振動特性的.

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