超声波流量计探头及换能器原理  十

电容式换能器作为接收器使用时，其输出电压有下述关系式：e=（dA/d0）·U·（C0/C+C0’）式中：e-输出电压；U-施加在电容器两端的直流电压（固定偏压）；d0-一充电电容器两电极间距离；dA-两电极间变化的距离；C0-电容器的静态电容，C-测量

电路中的杂散静电容；C0’-变化电容。

在作为发射器工作时，电容器两端除加上了固定偏压外，还加上了信号电压（交变电压），两极间将因有相互吸引力存在而使振动膜发生振动。已充电的电容器两极间相互吸引力为：F≈εr·S·U2/d2式中：εr-相对介电常数；S-电极的相对面积；U-施加电压（信号电压）；d-电极间距离吸引力F的大小与电压的正负无关，这种静电吸引力垂直于电极表面，故只能激发出纵波。

电容式换能器的振动膜厚度在50微米左右时可激发出频率达10～200MHz的纵波。常用的电容式换能器有电容式传声器、录音机上的外录话筒等，其特点是频率特性响应好，但缺点则是其保养维护要求较高（如防尘、防潮、防热等以防止膜片松弛），此外，其供电系统较复杂，需和放大器装在一起且不能使用较长的电缆，使用起来有不便之处。

超声波流量计