超声波流量计探头及换能器原理  一五三

由于通常利用斜探头激发横波,瑞利波,兰姆波,爬波等,它们的声速均低于纵波声速,即折射角大于入射角才便于应用,故一般要求斜楔材料的纵波声速低于被检介质的纵波声速,而且斜楔材料应具有声速各向同性的特点,可以不受加工方向的影响.

在常温下常用的斜楔材料主要有:

有机玻璃 CL=2730m/s 聚苯乙烯 CL=2300m/s

尼龙101 CL=2310m/s 聚碳酸酯 CL=2220m/s

聚枫(PSF) CL=2250m/s 有声速各向异性...等等

[2]斜楔材料的声阻抗:

考虑到超声波透声率的因素,应使斜楔材料的声阻抗尽量与被检介质的声阻抗相近,减小声反射率,提高透过率,上面所述的常温下常用斜楔材料的声阻抗为:

有机玻璃 Z=3.24x106Kg/m2·s 聚苯乙烯 Z=2.42x106Kg/m2·s

尼龙101 Z=2.4x106Kg/m2·s 聚碳酸酯 Z=2.4x106Kg/m2·s

聚枫(PSF) Z=2.67x106Kg/m2·s 有各向异性,但作为斜楔效果较好

[3]斜楔材料的声衰减:

为保证透声性要求,斜楔材料的超声衰减系数应尽量小为好,上述材料的常温下纵波衰减系数为:

有机玻璃 α=0.87dB/mm 聚苯乙烯 α=0.3dB/mm

尼龙101 α=1.52dB/mm 聚碳酸酯 α=3.28dB/mm

聚枫(PSF) α=1.24dB/mm

超声波流量计