超声波流量计传感器基本原理  三

1. 3超声换能器的性能参数

超声换能器是一种能量转换器件, 其性能描述与评价需要许多参数. 超声换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等. 不同用途的换能器对性能参数的要求不同, 例如, 对于发射型超声换能器, 要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率; 而对于接收型超声换能器, 则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等. 因此, 在换能器的具体设计过程中, 必须根据具体的应用, 对换能器的有关参数进行合理的设计.

1. 4超声换能器的分析方法

超声换能器包含了电路系统、机械振动系统和声学系统, 并且三者在换能器工作时, 有机地结合在一起成为一个统一的整体. 这样就决定了对它的研究方法是融合了电子学、力学、声学等诸方面的研究方法, 并且通过电- 力- 声类比, 使三者能够用统一的等效机电图和等效方程式, 方便地进行对其深入的研究.

为了确定换能器的工作状态, 必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式.换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时, 描写它的机械振动系统的力与振速的关系式, 而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的.

超声波流量计