超声波流量计传感器基本原理  十一

检测超声换能器要求有高的灵敏度和信噪比.在噪声电平一定的情况下, 增大有用信号的方法有两种, 一是增加激励源电压, 也就是增加发射声功率, 然而这必须是有限度的, 因为增加声功率一方面可能造成对检测物体或人体有害, 另一方面也增加了电路的难度. 第二种方法则是提高换能器的灵敏度, 这是衡量检测超声换能器好坏的一个重要标志.

换能器的灵敏度与换能器和电源内阻间的阻抗匹配密切相关. 由于检测超声换能器的声负载(待探测物体)的声阻抗率与换能器材料严重失配, 灵敏度往往较低. 为了提高换能器的灵敏度, 需要采用声匹配和电路匹配方法. 声、电匹配可以使换能器的频带变宽, 插入损耗减小, 因而换能器的灵敏度提高, 在同

样激励源和背景噪声的情况下, 信噪比也提高.

此外, 为了获得微小缺陷所必要的分辨率, 要求超声换能器有较高的纵向和横向分辨率等. 目前提高换能器纵向分辨率的主要方法包括提高换能器的工作频率以及改善换能器的脉冲响应, 实现宽带窄脉冲. 另外, 声、电匹配不仅可以提高换能器灵敏度,而且可以改善脉冲响应特性, 从而提高系统的纵向分辨率. 超声检测系统的横向分辨率是由换能器的声束宽度来决定的, 为了提高换能器的横向分辨率,最有效的办法就是采用聚焦超声换能器, 例如球型压电聚焦换能器、透镜聚焦换能器以及相控阵电子聚焦换能器等.

超声波流量计