超聲波流量計探頭及換能器原理 二十三
Rm-力阻(機械振動阻),這是用于描述振動系統摩擦阻尼大小的一個量;Rs-輻射聲阻,這是在聲學系統中,由于傳聲介質(如空氣、水)的粘滯作用對聲振動的阻尼,把聲能轉變成熱能等實際消耗,它類似電路中電阻的作用,它與傳聲介質的密度、聲速和聲源輻射面積的乘積相關,簡單來說,就是不同的傳聲介質有不同的輻射聲阻;Ms-同振質量,這里指在輻射器前面緊密相鄰的傳聲介質的微小體積元的質量,又稱為聲質量;
ω-圓頻率,這里ω=2πf;
K-力勁,它是力順Cm的倒數(實質上就是彈性常數);
Cm-力順,這是描述振動系統彈性的量,這里有Cm=位移x/外加作用力F,實際上就是彈性常數的倒數;
-RmV-機械振動阻力;
-K∫Vdt-彈性恢復力。
二.電路狀態方程式
當通入電流i的線圈(音圈)在磁場中以速度V作垂直于磁力線的振動時,外加電勢U外(信號電壓)不僅要克服發射換能器線圈電阻抗Zo產生的電壓降iZo,而且要克服在機械振動中產生的感應電勢(反電勢)U感=BlV,因此,電路平衡方程式有:U外=iZo+U感=iZo+BlV式中:i-在線圈振動時流過線圈的電流有效值;l-線圈導體總長度;B-磁感應強度;Zo-線圈電阻抗;V-線圈振動速度根據前面已述的V=F/(Zm+Zr)和F=Bil,代入后得到:U感=BlV=Bl·Bil/(Zm+Zr)=(Bl)2·i/(Zm+Zr)式中的(Bl)2·i/(Zm+Zr)即為機械振動阻抗。
超聲波流量計