压电式超声波传感器的应用

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发布时间：11-06-10	来源：	点击量：1504	字段选择：性引诱大中小

压电式超声波传感器的应用

超声波传感器是利用压电元件实现发射或接收超声波信号远程教学系统.因此又常称为超声波换能器或超声波探头。根据检测超声波的方式不同.可单独作发射或接收探头使用，也可以由一个探头兼具发射和接收两种功能即这种探头同时应用正压电效应和逆压电效应，

根据超声波发射和检测的不同特点〔例如人功率.方向件.聚焦、高灵敏度等〕，压电换能元件的结构也应适合不同振动形式的要求。压电换能元件的结构对其振动形式的影响.主要与晶休切片方式有关。

对干石英晶体，因采用不同的切片方式将获得不同的振动特性.所以不同用途传感器的晶体切片方式也有不同.超声波传感器的晶体切片，主要采用x切制和Y切割两种切片方式。一般.x切割的切片一可用来产生厚度振动、纵向和横向长度振动，以及扭转振动;Y切割的切片，则适用于产生厚度切变振动.利用其在传声固体媒质中激发横波。

压电陶瓷的极化方向取为Z-Z轴方向.所以Z一Z轴是压电陶瓷电性能的对称轴，由于压电陶瓷便于烧结成较复杂的形状，而目极化方向又可任意选定，因此.目前常用压电陶瓷晶片做成超声波换能元件，以适应不同形式的振动要求.而且还可用几片压电陶瓷晶片组合成特殊振动形式（如弯曲振动），或获取大面积辐射的组合阵列换能器等.

有时为了改善发射波的方向，在传感器的前方加置一个波型转换器，如图3一31所示。压电晶片发射的纵波垂直人射到锲形块中后，仍为纵波传播;但当声波从锲形块投射到传产固体媒质表面时.传播方向改变为斜人射.欧姆接触入射角等于楔形块的斜角.适当设计楔形角.弹性钢可以实现纵波全反射，使得传人固体媒质中的超声波，仅是沿折射角，传播的横波。这样，就可以利用纵向振动的压电晶片，而在固体媒压中获得横波。如果传声固体媒质是薄板.利用这

静态破碎剂种波型转换器，改变锲角后,还可以获得表面波.这在超声波探伤.超声波流量计和岩土工程、混凝土工程等的动态测试技术中经常采用。

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