超声波流量计使用编码技术的探讨 三十一

静电超声换能器的主要优点包括：频带宽，可以响应的超声波带宽达几百kHz：灵敏度高，因为它不是谐振式换能器，故可以测量非常小的振幅，并且有很宽且平坦的灵敏度频率响应曲线。但是这一类换能器也存在着～些缺点，如：一般需要加一偏置电压，加之其电阻抗很高，增加了对前置放大器的要求；对灰尘、湿度也比较敏感，易受损伤。

压电陶瓷换能器具有选频的优点，响应带宽非常狭窄，这样在一些只需要响应特定频率超声波的场合下，压电陶瓷换能器是一个好的选择。但是压电陶瓷换能器也存在脆性大、抗张强度低、大面积元件成型较难，以及超薄高频换能器不易加工等缺陷。

虽然运用超声波原理测量流量始于20世纪20年，但直到70年代才进入实用阶段，且介质仍限于液体。用于测量气体的超声波流量计产生于90年代，至今还不到20年。超声波气体测量之所以进展缓慢，很大程度源于换能器性能的缺陷。由于气体和固体的声阻抗率分别为O．0004MRayl和1～35MRayl(1MRayl=10⁶ N·s／m3)，使得气体和换能器界面上的声透射非常低，这种阻抗的严重失配导致了气体超声换能器效率低、频带窄、脉冲余振长哺1。再加上气体中高频超声波的强衰减特性、声速随环境变化、检测易受环境噪声的影响等因素，使得气体超声检测系统无法达到一般超声检测系统的灵敏度，信噪比和分辨率。

近年来，随着材料科学和微加工技术的发展，使得空气耦合超声换能器性能得到了很大提高，所以有关换能器材料、加工工艺和数学模型方面的研究也层出不穷，

该换能器特点：表面密封，适合恶劣的外部环境，密封可靠的封装技术使换能器免受水、热、潮湿等侵害，特殊的涂层材料以适合空气中超声波的功效。其最大驱动电压峰峰值5Ov，最大耗散功率200mw，封闭式结构和耦台层的设计使此款换能器非常适合在气体中应用。

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