超聲波液位計自動校正液位的探討  十二

2.6 超聲波換能器

有些單晶體和多晶陶瓷材料受到機械應力作用時，在材料中會產生電場，這種效應稱為壓電效應，具有這種功能的材料就是壓電材料。壓電材料不僅有壓電效應，而且還有逆壓電效應，即壓電材料承受電場作用時會產生機械應力和應變。這樣一來，在壓電材料中，交變電場引起同頻率的交變應力應變，并向周圍媒介傳播，形成聲波形式的機械波；反過來，周圍媒介中聲波傳播給壓電材料的交變應力應變，也會引起同頻率的交變電場。進一步，如果電場變化頻率和聲波頻率足夠高，這種機械波就是超聲波。通過壓電效應，壓電材料將接收到的超聲能量轉換成電場能；而通過逆壓電效應，壓電材料將變化的電場能量轉換成超聲能量。

典型的壓電材料有石英晶體和人工燒制的多晶壓電陶瓷。由于壓電陶瓷價格低廉并且具有機電耦合系數高、燒制方便、易于成型、機械強度高、耐溫、耐濕等優(yōu)良性能，在超聲測量的得到了廣泛應用。

2.6.1 常見的超聲波換能器的結構

超聲探頭按其結構和使用的波型等分類有：直探頭、斜探頭、可變角探頭；直接接觸式探頭、水浸探頭、輪式探頭；縱波探頭、橫波探頭、板波探頭等。

直探頭主要用來發(fā)射和接收縱波，因此也稱縱波探頭；直接發(fā)射橫波的稱為橫波直探頭。直探頭的結構主要由壓電晶片(振子)，阻尼塊(也稱吸收塊或背襯)及保護膜組成。直探頭被廣泛用于鍛件、鑄件、板材等的探傷。

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