超声波换能器的共振状态是什么

整合自：贴吧。电工学习网。百度知道

超声换能器（压电陶瓷谐振换能片）是一种电致伸缩陶瓷材料，它有一个固有频率。如果外来驱动信号的频率和这个固有频率相同，换能片的总体外特性就会呈纯阻性，换能效率最高。这就是它的共振（谐振）状态。

共振是有条件的，对于管共振来讲，一般是1/4波长共振，计算公式是：声波的1/4波长＝管的长度＋管径折算的有效长度；当发生共振后，就可以用管的长度和管径计算出波长，并计算出声速（频率乘波长＝声速）；不发生共振就计算不出波长，那声速就无法计算；判断测量系统是否处于共振状态就是测量声波能量是否处于最大，方法是用频率扫描，当声能量输出为最大时，记录输出频率，然后计算；对于管共振测量声速有一个缺陷，就是管径折算的有效长度问题；通常测量声速用驻波方法，测量驻波的相邻波峰或波节（半波长）。

当超声波换能器其他参数一定，共振频率增高时，力因子增大，负载能力增强;介电损耗和机械损耗增加，在相应的重负载下工作，易实现声匹配。

实际上，测量声速的方法很多，用共振法只是其中的一种方法而已，共振法的原理是：由发射器发出的声波近似于平面波。经接收器反射后，波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反射并且叠加。当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时发生共振，产生共振驻波现象，波幅达到极大。由纵波的性质可以证明，振动位移处于波节时，则声压是处于波腹。接收器端面近似为一波节，接收到的声压最大，经接收器转换成的电信号也最强。声压变化和接收器位置的关系可从实验中测出，当接收器端面移动到某个共振位置时，示波器上会出现最强的电信号，如果继续移动接收器，将再次出现最强的电信号，两次共振位置之间的距离即为1/2λ。
责任编辑：YYX