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      超聲波換能器指向性因素的特性

      2022-05-31 10:01:39

      一般情況下,要求所使用的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,通常可用指向性因素來反映超聲波換能器的指向性。


      對于發射超聲波換能器,所謂指向性因素是指在發射聲束的主軸線聲壓上,遠離發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。對于發射換能器,指向性指數也可稱作指向性增益。


      超聲波換能器也叫超聲波振子,是使用廣泛的能量轉換器件之一,作為能把高頻電能轉化為機械能的裝置,將輸入的電功率轉換成機械功率再傳遞出去,而它自身消耗很少的一部分功率,廣泛應用于超聲波清洗、焊接、美容、打孔、檢測等領域。


      超聲波換能器


      超聲波換能器學科研究的方向是,研究盡可能滿足工程實用要求的聲波阻抗、脈沖響應、頻率響應、阻抗匹配、聲學結構、換能材料及振動模式等特性,并設計和協調這些基本特性,達到電與聲之問的Z佳轉換,其內容涉及到物理,化學、光學等多個方面。


      超聲波換能器為了滿足不同行業各種各樣的要求,往往需要從換能器的材料、形狀、結構組成等方面加以考慮。此外在檢測條件、對象及環境的需要下,對超聲波換能器也有相應的特殊要求,如用于高溫、低溫環境,水下檢測等等。


      因此對材料而言,有諸如靈敏度、穩定性、老化性等要求,要求機械品質因素低一些,以免頻帶寬度不足導致波形畸變等。對超聲波換能器的形狀結構直至外殼材料與結構、保護設施等,也都要考慮技能滿足波型方面的要求,也要滿足檢測對象和使用環境等具體工作條件的要求。


      總而言之,隨著超聲波換能器越來越多地被應用于各個領域,對超聲波換能器性能的要求是多種多樣的,因此超聲波換能器的形式和種類也是多種多樣的,而且還在不斷創新與發展。


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