超聲波液位計自動校正液位的探討  十四

2.6.3 振動模式和頻率

超聲液位測量時，在空氣或液體中傳播的是超聲縱波，由厚度振動模式的壓電晶片來產(chǎn)生。垂直于壓電陶瓷電極化方向Z 將其切成圓形或矩形片薄片，兩面鍍銀電極，如果薄片的橫向尺寸遠(yuǎn)大于厚度，就構(gòu)成了薄片厚度振動模式的壓電超聲換能器，厚度振動模式晶片在產(chǎn)生超聲波時，如果晶片內(nèi)的某個頻率的超聲波形成共振狀態(tài)的駐波聲場，則電能向聲能的轉(zhuǎn)換效率最高。這個相應(yīng)的共振頻率就是壓電晶片的中心頻率。在駐波狀態(tài)下，晶片兩端面振幅最大，是駐波的波腹；晶片中心平分面振幅最小，是駐波的節(jié)點。

2.7 本章小結(jié)

超聲物理基礎(chǔ)和聲學(xué)基礎(chǔ)，對本文的研究具有很有重要的指導(dǎo)意義，例如，聲波的指向性直接影響到超聲波的聲場特性，影響了回波的聲壓大小；只有明白聲場特性和衰減影響才能設(shè)計出較高的信噪比的測量系統(tǒng)；正是了解了連續(xù)波聲源和脈沖波聲源的不同，本文選取高頻窄脈沖超聲波激勵；聲波波導(dǎo)的傳播理論是波導(dǎo)管設(shè)計的理論基礎(chǔ)。本文正是在研究了了超聲波的聲場特性、衰減影響、波導(dǎo)傳播理論的基礎(chǔ)上設(shè)計了波導(dǎo)管和確定了換能器壓電陶瓷的材料、尺寸大小及激勵方式。

總之這些具有指導(dǎo)性的基礎(chǔ)理論是本測量系統(tǒng)總體設(shè)計的理論基礎(chǔ)。

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