超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 七十三

根據聲電類比關系，為機電變壓器的圈數比，得到壓電換能器的梅森等效電路，

在一般情況下，壓電換能器的基頻等效電路如圖4-3。圖4-3 中0 R 為壓電換能器振子的介電損耗電阻， 1 1 R 、C 和1 L 分別為壓電換能器動態電阻、電容和電感。

（2） 超聲波發射電路及激勵信號研究

要使超聲波換能器工作在最佳狀態，即保證采樣到的超聲波回波信號波形最強和不失真，應該使激勵信號頻率和兩個超聲波換能器的固有頻率盡可能一致。一般采用單脈沖信號或連續脈沖信號作為換能器的激勵信號，激勵信號的主要性能參數為脈沖寬度與脈沖幅度，這兩個參數的準確性對于提高超聲波歷經時間的測量精度有重要意義。無論選擇哪種激勵信號，在換能器安裝正確的前提下，脈沖寬度的大小和換能器的工作頻率之間存在著一個最佳關系式，滿足此關系才可以使換能器輸出信號的信噪比最高。

超聲波換能器是通過壓電晶片的逆效應—電致伸縮，以變化的電壓信號激發晶

片來產生厚薄變化，從而引起晶片振動，驅動聲波介質產生超聲波，并垂直于壓電晶片發射。要保證超聲波歷經時間的測量精度，就要求發射波形有良好的重復性，如果發射波形是隨機的，即每次帶來的誤差也不一致，這樣將會降低測量精度。

超聲波流量計