超聲波流量計探頭及換能器原理 二
在作為發(fā)射器工作時,電容器兩端除加上了固定偏壓外,還加上了信號電壓(交變電壓),兩極間將因有相互吸引力存在而使振動膜發(fā)生振動。已充電的電容
器兩極間相互吸引力為:F≈εr·S·U2/d2式中:εr-相對介電常數(shù);S-電極的相對面積;U-施加電壓(信號電壓);d-電極間距離吸引力F的大小與電壓的正負無關(guān),這種靜電吸引力垂直于電極表面,故只能激發(fā)出縱波。電容式換能器的振動膜厚度在50微米左右時可激發(fā)出頻率達10~200MHz的縱波。常用的電容式換能器有電容式傳聲器、錄音機上的外錄話筒等,其特點是頻率特性響應(yīng)好,但缺點則是其保養(yǎng)維護要求較高(如防塵、防潮、防熱等以防止膜片松弛),此外,其供電系統(tǒng)較復(fù)雜,需和放大器裝在一起且不能使用較長的電纜,使用起來有不便之處。
除了上述幾種常用的電聲換能器外,還有利用駐極體材料做成的靜電換能器,如駐極體傳聲器和駐極體耳機,其特點是不需要外加偏壓。駐極體材料早期采用聚酯、聚碳酸酯等聚合物,但由于其電荷穩(wěn)定性較差(特別是在潮濕環(huán)境下),現(xiàn)已很少使用。近年來已廣泛應(yīng)用了具有良好的電荷穩(wěn)定性的氟塑料,如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯以及聚丙烯等,還有聚偏氟乙烯還用于壓電駐極體。
超聲波流量計