超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理 十九
指向性因素也可以用分貝(dB)表示,這是稱為指向性指數(shù),它等于指向性因素的常用對數(shù)乘10。對于發(fā)射換能器,指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。
點(diǎn)聲換能器的指向性指數(shù)為:DI=10lgI/I0式中:I-與聲源距離r的軸線上聲強(qiáng);I0- I0 =W/4πr2,W=∫sIds,這里W是聲源向整個空間輻射的總功率。
八.噪音級
由于換能器的內(nèi)阻、導(dǎo)線或負(fù)載上分子(或原子)的熱運(yùn)動,即使在外來聲壓為零的情況下,換能器仍會有一定的電壓輸出,即為噪音電壓Un,其值與換能器靈敏度(響應(yīng))U無關(guān)。噪音電壓的絕對值大小并不重要,重要的是它與換能器靈敏度的比值,通常采用相對噪音級表示,即:Nn=20lgUn/U (dB)顯然,噪音級的值應(yīng)越小越好。
除了上述幾種主要性能外,在實(shí)際應(yīng)用中反映換能器工作性能的因素還有動態(tài)范圍、有效帶寬、波束寬度、換能器損失等。例如,本專業(yè)在超聲檢測技術(shù)中對所用的超聲換能器有其特定的要求,包括:檢測用超聲換能器一般不需要大功率,而往往只需較小的功率,因?yàn)闄z測用超聲波的聲強(qiáng)應(yīng)小到不至引起傳聲介質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生變化,同時(shí)又有足夠的強(qiáng)度使接收到的信號明顯大于噪音(因此大多采用脈沖波,其瞬時(shí)功率較大可以保證有足夠的信噪比,而平均功率較小,也使得換能器比較輕巧靈活便于使用);作為檢測用的換能器,由于是用作物理量的測量,故必須有較好的時(shí)間穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性等;在換能過程中,應(yīng)盡可能保持波形不變(即波形畸變要盡可能地小)才能真實(shí)反映檢測對象的特征;對換能器的振動方式有特殊要求,一邊能在傳聲介質(zhì)中激發(fā)出所需要波型的超聲波,例如縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波、爬波等等;
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