超声波液位计自动校正液位的探讨  十二

2.6 超声波换能器

有些单晶体和多晶陶瓷材料受到机械应力作用时，在材料中会产生电场，这种效应称为压电效应，具有这种功能的材料就是压电材料。压电材料不仅有压电效应，而且还有逆压电效应，即压电材料承受电场作用时会产生机械应力和应变。这样一来，在压电材料中，交变电场引起同频率的交变应力应变，并向周围媒介传播，形成声波形式的机械波；反过来，周围媒介中声波传播给压电材料的交变应力应变，也会引起同频率的交变电场。进一步，如果电场变化频率和声波频率足够高，这种机械波就是超声波。通过压电效应，压电材料将接收到的超声能量转换成电场能；而通过逆压电效应，压电材料将变化的电场能量转换成超声能量。

典型的压电材料有石英晶体和人工烧制的多晶压电陶瓷。由于压电陶瓷价格低廉并且具有机电耦合系数高、烧制方便、易于成型、机械强度高、耐温、耐湿等优良性能，在超声测量的得到了广泛应用。

2.6.1 常见的超声波换能器的结构

超声探头按其结构和使用的波型等分类有：直探头、斜探头、可变角探头；直接接触式探头、水浸探头、轮式探头；纵波探头、横波探头、板波探头等。

直探头主要用来发射和接收纵波，因此也称纵波探头；直接发射横波的称为横波直探头。直探头的结构主要由压电晶片(振子)，阻尼块(也称吸收块或背衬)及保护膜组成。直探头被广泛用于锻件、铸件、板材等的探伤。

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