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超聲波換能器是超聲波流量計的重要組成部件
2022-06-28 [123]

  隨著科學技術的發展,利用超聲波脈沖測量流體流量的技術發展的很迅速。適用于不同場合的各種形式的超聲波流量計已相繼出現,其應用領域涉及到工農業、水利、水電等部門,正日趨成為測流工作的優選儀器。超聲波流量計測流的原理也有很多種。
管道式超聲波流量計常用的測量方法為傳播速度差法、多普勒法等。多普勒法的基本原理則是應用聲波中的多普勒效應測得順水流和逆水流的頻差來反映流體的流速從而得出流量。傳播速度差法又包括直接時差法、相差法和頻差法。其基本原理都是測量超聲波脈沖順水流和逆水流時速度之差來反映流體的流速,從而測出流量。
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,并將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計


超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應,采用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然后由接收換能器接收,并經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍,以保證振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件故人聲楔中,構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經聲楔后能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外,某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。

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