超声波流量计探头及换能器原理  七十九

下面再以石英为例：

压电单晶具有各向异性，即在不同方位上表现有各不相同的物理性能（如电学、光学、力学性能）。因此它的压电效应的强弱与性质和晶体的结晶轴向有关。石英晶体属三角晶系，呈六角柱形，它有三个分极轴：X1、X2、X3，分别通过两个相对的棱，晶体还有与角柱轴平行的Z轴（称为光轴）和垂直于Z轴与X轴的三个Y轴分别通过六角形的两个对边的中心，如图5.4所示。

在图5.4中的X轴为二度旋转对称轴，又称为电轴或极化轴，沿X轴方向的压电效应最显著。Y轴又称机械轴，沿Y轴方向具有横向压电效应。Z轴是三度旋转对称轴，又称光轴或光学对称轴，在这个方向上则不会发生光学双折射现象并且也无压电效应发生。

在实际应用中，以X轴方向作为压电晶片的厚度方向切割石英晶片，简称X切石英，此时晶片的法线与X轴平行（即垂直于X轴切割而成）。同理，还有Y切石英。此外，视晶片法线与相应轴的夹角情况还有如45°X切、0°Y切、45°Y切等。

X切石英具有最显著的纵向正、逆压电效应，在实用中用于激发纵波。Y切石英具有横向效应，可用于直接激发横波（切变波）。下面，我们从石英晶胞原子排列的等效电性来微观定性地予以说明。

超声波流量计