超聲波流量計探頭及換能器原理一
電磁-聲換能器的優點是可以不與被檢測的導電體接觸而進行超聲波檢測,如軋鋼生產線上的在線高溫自動化超聲檢測,其缺點是目前的檢測靈敏度還較低,通常如采用Φ8-10mm平底孔作為檢測靈敏度當量對比標準。
6.電容式換能器(又稱靜電換能器):
電容式換能器的主要部件是一個可變的平板電容器,其中一塊極板固定(剛性固定金屬極板),另一塊極板可做相對移動(振動膜-張緊的金屬薄膜)。兩極板的間距很小,通常約為百分之幾毫米,其電容量約為200~400微微法拉。兩極間預先加上了固定偏壓。在用作超聲波接收器時,將此電容器與一電阻串聯后接上固定偏壓(直流高壓),當超聲波作用到振動片上時,膜片發生振動,改變兩極間的距離,使電容器的電容量發生變化-容抗變化,此時該串聯阻抗兩端的電壓也相應發生變化,在電路中將產生交變電流輸出(信號電壓),此變化是很小的,需經較高放大倍數的放大器進一步放大并處理后達到檢測(接收)的目的。電容式換能器作為接收器使用時,其輸出電壓有下述關系式:
e=(dA/d0)·U·(C0/C+C0’)式中:e-輸出電壓;U-施加在電容器兩端的直流電壓(固定偏壓);d0-一充電電容器兩電極間距離;dA-兩電極間變化的距離;C0-電容器的靜態電容,C-測量電路中的雜散靜電容;C0’-變化電容。
超聲波流量計