超聲波流量計芯片的原理探討   二十六 

3．2．1 壓電型超聲波換能器工作原理

壓電型超聲波換能器是借助壓電晶體的諧振來工作的，即晶體的壓電效應和逆壓電效應。超聲波發生器是一個超聲頻電子振蕩器，當把振蕩器產生的超聲頻電壓加到超聲換能器的壓電晶體上時，壓電晶體組件就在電場作用上產生縱運動。壓電組件振蕩時，仿佛一個小活塞，其振幅很小，約(1—10)u m，但這種振動的加速度很大，絲J(10～103)g，這樣就可以把電磁振蕩能量轉化為機械振動能量，若這種能量沿一定方向傳播出去，就形成超聲波。當在超聲換能器的兩電極施加脈沖信號時，壓電晶片就會發生共振，并帶動諧振子振動，并推動周圍介質振動，從而產生超聲波。相反，電極間未加電壓，則當共振板接收到回波信號時，由逆壓電效應，將壓迫兩壓電晶片振動，從而將機械能轉換為電信號，此時的換能器就成了超聲波接收器。在一般工業領域，通常接收和發射的換能器使用完全相同的材料，做成完全一樣的結構，只需外電路加一個轉換開關就可以互換使用或進行雙向收發。