超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理 四
利用電致伸縮效應(yīng)現(xiàn)象的壓電換能器常用壓電陶瓷，如鋯鈦酸鉛（PZT）、鈦酸鋇（BaTiO3）、鈮酸鉛（PbNb2O3）等。
壓電式換能器的主要特點(diǎn)是電聲轉(zhuǎn)換效率高，特別是接收靈敏度高，但其機(jī)械強(qiáng)度較低（脆性大），因而在大功率應(yīng)用上受到限制（不過目前的最新技術(shù)已能達(dá)到數(shù)百瓦到上千瓦的聲輻射功率）。此外，某些單晶材料容易溶于水而失效（水解）。
2.磁致伸縮式換能器
磁致伸縮式換能器利用了磁致伸縮效應(yīng)，這時(shí)特定合金材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)的物理特性，即某些鐵磁體及其合金，以及某些鐵氧體中的磁疇，在其自發(fā)磁化方向上的長(zhǎng)度可能與其它方向上的不同。當(dāng)有外加磁場(chǎng)作用時(shí)，由于這種磁疇將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使其磁化方向盡量與外磁場(chǎng)方向趨于一致，從而使該材料沿外磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度將發(fā)生變化，表現(xiàn)為彈性應(yīng)變（當(dāng)然，這種變形引起的應(yīng)變是很小的，約在10-5~10-6之間）。這種現(xiàn)象即是磁致伸縮效應(yīng)。相反，具有磁致伸縮效應(yīng)的材料在經(jīng)受外加應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，其磁化強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生改變，此即為逆磁致伸縮效應(yīng)。
這樣，在對(duì)磁致伸縮材料施以交變磁場(chǎng)時(shí)，該材料將沿磁力線方向發(fā)生磁致形變，從而可以在與它表面緊密接觸的介質(zhì)中激發(fā)出機(jī)械振動(dòng)波-超聲波。同樣，利用逆磁致伸縮效應(yīng)則可達(dá)到接收超聲波的目的：施加到磁致伸縮材料上的應(yīng)變（性應(yīng)力-超聲波作用力）將使處在外加磁場(chǎng)中的該材料其磁場(chǎng)的磁通密度發(fā)生變化（此即所謂磁彈性效應(yīng)），從而使位于該材料表面上的檢測(cè)線圈中將因磁通密度變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，可以用作磁彈性效應(yīng)的信號(hào)，達(dá)到接收超聲波的效果（注意磁場(chǎng)方向應(yīng)和應(yīng)力方向-超聲波產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向一致）。
超聲波流量計(jì)
官方動(dòng)態(tài)