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壓電陶瓷換能器的重要作用

2021-06-17 09:49:41

壓電陶瓷換能器在其中擔當著發射信號和接收信號的重要功能。把壓電陶瓷換能器產生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發射電路打入液體內部,經過液體對信號的衰減,從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析,有效得出液體的近似濃度。系統的軟件設計包括主程序,超聲測量程序,脈沖控制程序,脈沖收發程序,ADC采集控制程序以及時鐘和報警程序。

在簡單情況下,壓電材料受到與極化方向一致的應力F時,在極化方向上產生一定的磁場強度E,它們之間有一簡單的線性關系E=gF;反之,當與極化方向一致的外加電壓U加在壓電材料時,材料的伸縮形變S與電壓U也有線性關系S=dU。比例常數g、d稱為壓電常數,與材料性質有關。由于E、S、F、U之間具有簡單的線性關系,因此我們就可以將正弦交流電信號轉變成壓電材料縱向長度的伸縮,成為聲波的來源;同樣也可以使聲壓變化轉變為電壓的變化來接收聲信號。

壓電效應將電信號轉換為機械振動。這種換能器電聲轉換效率高,原材料價格便宜,制作方便,也不容易老化。石英晶體的伸縮量太小,3000V電壓才產生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應比石英晶體大20-30倍,但效率和機械強度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優點,可用作超聲波清洗,探傷和小功率超聲波加工的換能器。

壓電陶瓷換能器

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