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超聲波定義
超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多l普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國l防、生物醫(yī)學等方面。
超聲波換能器,包括外殼(1)、匹配層即聲窗(2)、壓電陶瓷圓盤換能器(3)、背襯(4)、引出電纜(5),其特征在于它還包括Cymbal陣列接l收器,它由引出電纜(6)、8~16只Cymbal換能器(7)、金屬圓環(huán)(8)、(9)和橡膠墊圈(10) 組成;Cymbal陣列接l收器位于圓盤式壓電換能器3之上;壓電陶瓷圓盤換能器用作基本的超聲波換能器,由它發(fā)射和接收超聲波信號;Cymbal陣列接l收器位于圓盤式壓電換能器之上,作為超聲波接l收器,用于接收圓盤換能器頻帶之外的多l普勒回波信號。主要適用與超聲波塑料焊接機、超聲波金屬焊接機,超聲波清洗機,氣相機,三氯機等。
超聲波換能器指向性因素特性介紹
一般情況下,要求所使用的超聲波換能器有尖銳的指向性,就象使用聚光手電筒照明,這樣有利于集中發(fā)射能量,在接收時能獲得較高的信噪比,也有利于對檢測目標的定位評定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結構、工作頻率和傳聲介質特性等相關,通??捎弥赶蛐砸蛩貋矸从吵暡〒Q能器的指向性:
對于發(fā)射超聲波換能器,所謂指向性因素是指在發(fā)射聲束的主軸線聲壓上,遠離發(fā)射超聲波換能器的某一定點處某頻率的均方聲壓與通過該點和換能器同心的球面上某點同一頻率的均方聲壓之比。對于接收超聲波換能器,則是指沿換能器主軸線傳來某頻率聲波所產生的電動勢平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴散聲場所產生的電動勢平方值之比。
超聲波換能器指向性因素也可以用分貝(dB)表示,這是稱為指向性指數,它等于指向性因素的常用對數乘10。對于發(fā)射換能器,指向性指數也可稱作指向性增益。
超聲波換能器組成方式及結構形式
超聲波換能器是將電能與聲能進行相互轉換的器件,它是決定超l聲儀器性能重要的器件。隨著工程材料學和電子學的發(fā)展,超聲波換能器已經成長起來,并廣泛運用于各行各業(yè)。
超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件,前后金屬蓋板,預應力螺桿,電極片以及絕緣管組成。這種螺栓緊固型換能器在負荷變化時產生穩(wěn)定的超聲波,是獲得功率超聲波驅動源的基本l主要的方法。根據不同的設計,超聲波換能器的形狀主要有柱型、喇叭型、柱型中間有節(jié)等結構形狀。