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關于超聲波換能器的合理性分析

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關于超聲波換能器的合理性分析

發布日期:2023-04-24 作者:新威電子 點擊:

超聲波換能器是在超聲頻率范圍內,將交變的電信號轉換成聲信號,或者將聲信號轉換為電信號的能量轉換器件,它是超聲設備中的關鍵器件,因而無論在換能機理還是工藝設計等方面,都受到了人們的長期關注。超聲換能器是一種能量轉換器,性能描述和評價需要許多參數。

超聲波傳感器的特性參數包括諧振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數、電聲效率、機械品質因數、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉換效率高,而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此在傳感器的具體設計過程中,必須根據具體應用合理設計傳感器的相關參數。

超聲換能器包含了電路系統、機械振動系統和聲學系統,并且三者在換能器工作時,有機地結合在一起成為一個統一的整體。這樣就決定了對它的研究方法是融合了電子學、力學、聲學等諸方面的研究方法,并且通過電--力--聲類比,使三者能夠用統一的等效機電圖和等效方程式,方便地進行對其深入的研究。

為了確定超聲波傳感器的工作狀態,需求出它的機械振動系統的狀態方程式,和電路系統狀態方程式。換能器機械系統的狀態方程式是換能器處于工作狀態時,描寫它的機械振動系統的力與振速的關系式,而電路系統的狀態方程式是描寫電路系統的振動特性的。

由于換能器的機械系統和電路系統是互相耦合的,所以超聲波傳感器機械系統的振動會影響到電路的平衡,而電路的變化也會影響到機械系統的振動,因此總是利用這些方程組分析、討論換能器的工作特性。

超聲波換能器

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關鍵詞:超聲波換能器,超聲波傳感器探頭,超聲波傳感器

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