超声波流量计探头及换能器原理  四十一

五.变量器

当研究的问题涉及电、力、声三个系统中两个甚至三个的时候，就必须通过一个能实现阻抗变换的元件--变量器（或变换器）把它们连接起来，才能解决电、力、声三中阻抗量纲不一致的问题。前面章节中讨论电动式与电磁式换能器时，已经用到了电-力变量器，它在线路图中起到一个变压器的作用。下面再来举一个力-声变量器的例子：

图3.11示出一个力-声联合系统：一个外加简谐力F作用在面积S，质量Mm的活塞上，活塞振动速度V，腔内逾压P，这里假定腔内空气处于准静态。

采用阻抗型类比，力学系统（活塞）的力阻抗为Zm=F/V，声振动系统（腔体）的声阻抗为ZA=P/u，这里u为体积速度并且u=VS，因此将存在以下关系式：F=PS，u=VS，Zm=S2ZA亦即在力学与声学系统之间相当于存在一个变换系数为（S:1）的变换器（由F=PS，可改写成F/P=S=S/1）。

§4.1 磁致伸缩式换能器的应用（强功率超声波应用介绍）

磁致伸缩式换能器的特点是产生超声波的频率较低，通常在数十千赫兹范围，但能产生很大的辐射功率，可达数千瓦，而且其机械强度很大，因此在强功率超声波领域获得广泛的应用，它也能被用于小功率的超声测量或检测技术领域。本节着重介绍强功率超声波的应用实例，将有助于对磁致伸缩式换能器应用的了解。

超声波流量计