超声波流量计探头及换能器原理  八十四

在实际应用中，为了制作电声换能器，通常对多晶铁电体（压电陶瓷）预先进行极化处理：将晶体加热到居里点以上的温度，施加强大的稳恒电场--通常达到1000-3000V/mm，然后在保持施加外电场的同时把晶体降温，冷却到室温后才去掉极化电场，这样晶体便具有了剩余极化强度。极化处理的实质就是使各晶胞的自发极化方向沿外电场方向重新排列并在一定程度上趋于一致，然后固定下来。此时晶体内的极化强度不再是零，因而在与电矩方向垂直的两极面上出现等值异号束缚电荷，整个晶体如同一个大电偶极子。如果把磁晶体置于交变电场中时，由于外电场的作用使晶体的极化强度随之变化，这将使得两极面上的束缚电荷之间的距离也随之变化，使晶体产生应变，此即电致伸缩效应。

在经过极化处理的多晶铁电体上，与电矩方向垂直的两极面中存在的束缚电荷，会很快被外界或内部迁移过来的自由电荷所中和而称为电偶层。当晶体受到外加应力而发生应变时，极面上束缚电荷间的相对位置（距离发生变化），使得极化强度也随之变化，即出现对自由电荷的释放或吸收，整个晶体呈现充电或放电状态，此即逆电致伸缩效应。

超声波流量计