Indicateurs de performance principaux des transducteurs à ultrasons

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2018-09-27 origine:Propulsé

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Les caractéristiques des rayons des ondes à ultrasons sont formées en ligne droite lorsqu'elles rencontrent deux substances avec différents rapports d'impédance acoustique. L'interface, la réflexion et la transmission de réfraction se produisent. La réflexion et la réfraction des ondes ultrasoniques suivent les lois de l'optique géométrique. La plus grande différence dans le rapport d'impédance acoustique entre les deux milieux d'interface a la réflexion plus forte, et plus l'énergie acoustique est petite pénétrant dans le deuxième milieu. Dans les deux interfaces réfléchissantes parallèles de la couche, les ondes sonores peuvent être réfléchies plusieurs fois jusqu'à ce que l'énergie soit réduite à zéro. Lorsque le faisceau sonore detransducteur pour le débitmètreest projeté sur la surface concave ou convexe ou l'interface irrégulière, elle provoque également la focalisation et la diffusion comme la lumière. Lorsque la longueur d'onde de l'onde à ultrasons est comparée à la taille de l'obstacle, le phénomène de diffraction se produit et lorsque la longueur d'onde à ultrasons est beaucoup plus petite que la taille de l'obstacle, le phénomène de diffraction est négligeable.

Les caractéristiques d'absorption des ondes ultrasoniques en plus de l'atténuation d'énergie introduite par le front d'onde, sont principalement l'atténuation d'absorption d'énergie du milieu de propagation. Pour la simple onde plane harmonique, si le problème d'absorption moyenne est pris en compte, le mouvement de déplacement des particules de l'onde harmonique simple se propage dans le sens positif deTransducteur de niveau de carburant à ultrasonsest décrit. À propos de l'effet Doppler, lorsqu'il y a un mouvement relatif entre la source sonore et la cible, l'onde sonore est réfléchie à partir de la cible apparaîtra au phénomène de décalage de fréquence. Ce phénomène est appelé effet doppler. 4F est la valeur de décalage de fréquence, v est la vitesse de mouvement relative entre la cible et la source sonore, et y est l'angle entre la direction incidente de l'onde ultrasonique et la direction mobile cible, et est également la longueur d'onde. Lorsque la direction de propagation de l'onde sonore coïncide avec la direction du mouvement de l'objet, qui est une valeur négative; sinon une valeur positive. Il s'agit du principe de base de la mesure de la vitesse Doppler.

Le principal indice de performance duTransducteurs à ultrasonsEn plus de déterminer ses caractéristiques de fréquence de résonance, il est plus important de comprendre ses caractéristiques de conversion électrique à son et les caractéristiques de rayonnement acoustique. Les principaux indicateurs de performance du transducteur sont les aspects suivants: (1) La fréquence de travail F est principalement sélectionnée près de la fréquence de résonance mécanique du transducteur. Par conséquent, la fréquence de fonctionnement du transducteur se réfère généralement à la fréquence de résonance mécanique du transducteur. Le coefficient de cohésion électromécanique k coefficient de couplage électromécanique k est un paramètre important indiquant le couplage entre l'énergie mécanique et l'énergie électrique du transducteur piézoélectrique.

Étant donné que l'énergie mécanique du vibrateur piézoélectrique est liée au mode de forme et de vibration du vibrateur, le mode de vibration est différent et le coefficient de cohésion électromécanique est également différent. En général, des indices supplémentaires sont utilisés pour indiquer différents modes de vibration, tels que KP, qui représente le facteur de cohésion électromécanique du mode de vibration radiale d'une fine tranche. De toute évidence, K est une quantité physique sans dimension. Le facteur de qualité électromécanique QM, QM est la quantité physique qui fait référence au facteur de qualité électrique QE au système de vibration mécanique. QM a également trois définitions,Transducteur ultrasonique extérieur montéest représenté à la fréquence de résonance. La valeur de fréquence sur les points de puissance de demi-et droite est appelée la bande passante du transducteur.

Étant donné que le facteur de qualité mécanique M reflète le degré de perte d'énergie mécanique du vibrateur piézoélectrique pendant le processus de résonance, le facteur de qualité mécanique du transducteur est étroitement lié à son coefficient de coïncidence électromécanique. De plus, il est également étroitement lié aux propriétés électromécaniques de la structure du transducteur, aux matériaux ainsi qu'à l'impédance de rayonnement du milieu. Le même transducteur est facilement 30 dans le milieu liquide et 20 dans l'air. On peut voir que la bande de fréquence du transducteur à ultrasons dans le milieu aérien est relativement étroite.

Les caractéristiques d'impédance du transducteur sont basées sur le diagramme électromécanique électromécanique équivalent du transducteur, chacun avec une certaine impédance caractéristique. Par conséquent, le transducteur est nécessaire pour correspondre à l'impédance du stade final du circuit de transmission (ou au primaire du circuit de réception). De plus, selon les caractéristiques des rayons de l'échographie, le transducteur est également nécessaire pour correspondre à la charge acoustique rayonnée (ou recevant une charge acoustique). Comment réaliser la technologie de correspondance de l'impédance électromécanique et de l'impédance acoustique est l'un des principaux problèmes qui doivent être résolus dans le développement de transducteurs à ultrasons. La caractéristique directionnelle du transducteur convient à la fois pour les transducteurs ultrasoniques transmissibles et récepteurs. Lorsque la taille est supérieure ou égale à la longueur d'onde de l'onde acoustique du milieu, l'énergie acoustique émise / reçue est concentrée dans certaines directions et l'énergie acoustique est concentrée. (ou la pression acoustique) est fonction de l'azimut. Habituellement, la courbe de pression acoustique avec l'azimut est appelée motif directionnel.

Caractéristiques de fréquence dutransducteur de débitmètre à ultrasonsest l'un des principaux paramètres du transducteur. Il fait référence aux caractéristiques de l'impédance, de la pression saine et de la sensibilité en fonction de la fréquence. Dans les applications pratiques, il est généralement souhaitable que l'émetteur à ultrasons obtienne une caractéristique d'impédance plate dans une certaine bande de fréquences pour s'adapter aux changements de la charge, pour éviter l'inadéquation d'impédance, qui entraîne un chauffage du circuit, une efficacité de conversion d'énergie réduite, et même endommager l'appareil. La large bande du récepteur à ultrasons est capable de recevoir un signal d'impulsion étroit ou un signal d'oscillation avec un temps de rémanence court, et a donc une résolution de déplacement extrêmement élevée dans le sens de l'axe acoustique. L'efficacité de conversion de puissance et d'énergie du transducteur est également des indicateurs techniques qui doivent être pris en compte dans le développement de transducteurs à ultrasons. Parmi eux, l'efficacité du transducteur dépend de la forme de la vibration, c'est le matériau du transducteur, la structure du système de vibration mécanique et le lavage de la fréquence de fonctionnement.