超声波换能器工作原理和超声波换能器特点

一、超声波换能器工作原理

当电信号被添加到该换能器并产生声波时，它会在整个特定频谱中振动。这些声波飞行，如果出现一些障碍，这些声波将反映换能器的回波知识。这种回波在换能器末端转换为电脉冲。发射声波到接收回波信号的时间间隔在这里由换能器决定。在 40 kHz 时，超声波换能器发出穿过空气的超声波脉冲。这种换能器比红外换能器更安全，因为灰尘、黑色材料等不受这些超声波换能器/换能器的影响。在抑制噪声失真方面，超声波换能器表现出色。

二、 超声波换能器特点

1. 性能

超声波探头的核心是其塑料或金属外壳中的压电芯片。构成晶片的材料有很多种。晶圆的大小，如直径、厚度等也是不同的，所以每个探针的性能也不同，使用前一定要了解它的性能。超声波换能器的主要性能指标包括：

2. 工作频率

工作频率是压电晶片的谐振频率。当加在其两端的交流电压的频率等于芯片的谐振频率时，输出能量最高，灵敏度最高。

3. 工作温度

因为压电材料的居里点一般都比较高，特别是诊断用的超声波探头功率小，工作温度比较低，可以长时间工作而不会出现故障。医用超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。

4. 灵敏度

主要取决于制造晶圆本身。机电耦合系数大，灵敏度高;相反，灵敏度低。

5. 系统组件

它由发送换能器、接收换能器、控制部分和电源部分组成。发射换能器由发射器和直径约15mm的陶瓷振子换能器组成。换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能转化为超声能辐射到空气中;而接收换能器由陶瓷振子换能。换能器由放大器和放大电路组成。换能器接收波产生机械振动并将其转化为电能，作为换能器接收器的输出，检测发射的超电磁波。在实际使用中，还使用了发射器的陶瓷振子。可用作接收换能器公司的陶瓷振子。控制部分主要控制发射机发送的脉冲链频率、占空比、稀疏调制、计数检测距离等。

6 、工作模式

超声波换能器使用声学介质对被检测物体进行非接触和无磨损检测。超声波换能器可以检测透明或有色物体、金属或非金属物体、固体、液体和粉状物质。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天。

7. 优缺点

每个系统都有好处和一些缺点。超声波换能器的优点将在这里讨论。

在任何形式的材料中，这些超声波换能器都可以进行测试。他们可以检测到的各种纹理。

温度、水、灰尘或任何超声波换能器均不受影响。

超声波换能器可以在各种形式的环境中以良好的方式运行。

它还可以测量升高的感应距离。

以下是这些转换器的缺点：

超声波换能器易受温度变化的影响。超声波反应将改变这种温度变化。

在读取小物体、薄而软物体的反射时，它可能会遇到问题。

三、 超声波换能器类型

基于压电晶体排列、占地面积和频率等因素，有不同类型的超声波换能器可用。他们是：

线性超声换能器——压电晶体的结构在这种类型的换能器中是线性的。

普通超声波 - 换能器 - 凸面换能器也称为这种形式。这种类型的压电晶体呈弯曲形状。这些优于深度测试。

相控阵超声波换能器 - 相控阵换能器的占地面积有限且频率低。

超声波换能器再次具有用于非破坏性研究的不同形式。接触式换能器、角梁换能器、延迟线换能器、浸没式换能器和双组件换能器。

四。 超声波换能器应用

在汽车、医疗等不同领域，这些传感器有很多应用。这有助于定位目标，确定物体到目标的距离，找到物体的位置，量化水平，并支持超声换能器。

在医疗领域，超声波换能器用于诊断测试、癌症治疗的手术器械、内脏检查、心脏检查、眼睛和子宫检查的超声波换能器。

通过这些传感器，在生产线管理、液位监测、断线检测、人员检测计数、汽车检测等方面，它们可以确定这些物体的距离以防止碰撞。

审核编辑：汤梓红