分析压电陶瓷换能器的工作原理
压电陶瓷换能器的工作原理是一种人工焙烧制造的可应用于多领域的多晶材料。通过外加电场和外部施加压力的作用,使材料的外部弹性形变和内部电级化发生相互转换,称为电致伸缩效应。烧结而成的铁电体通过电场的极化处理,让杂乱的内部极化现象变得规律有序,产生压电特性。
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由于超声技术的非接触性等优点,尝试把压电陶瓷超声换能器应用在液体浓度检测系统当中。系统中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。压电陶瓷换能器在其中担当着发射信号和接收信号的重要功能。把换能器产生的一定频率和幅值的超声信号通过发射电路打入液体内部,经过液体对信号的衰减,从接收换能器端可以接收到带有液体浓度信息的信号。
再通过声衰减法的分析,有效得出液体的近似浓度。系统的软件设计包括主程序,超声测量程序,脉冲控制程序,脉冲收发程序,ADC采集控制程序以及时钟和报警程序。
频率是由电源频率决定的,不论你用多少频率的换能器,电源的频率是多少,激发出来频率和你的电源频率是一样的,但是这个里面有个谐振点的问题,虽然能起振,但是换能器不再谐振点上,所以电流将会很大,关键是看你这个换能器在几次能起振了。如果给的频率不在基次谐波点上,也是不能起振的。
2、根据导纳曲线图可以看出换能器的工作频率。每对超声压电陶瓷换能器都有其固有的谐振频率,当换能器系统的工作频率处于谐振状态时,发射器发出的超声波功率最大,是最佳工作状态。
1.按照换能器的振动模式,可分为剪切振动换能器、扭转振动换能器、纵向振动换能器、弯曲振动换能器等。
2.按照换能器的工作状态,可分为接收型超声换能器、发射型超声换能器和收发两用型超声换能器。
3.按照换能器的工作介质,可分为液体换能器、固体换能器以及气介超声换能器等。
4.按照换能器的输入功率和工作信号,可分为检测超声换能器、脉冲信号换能器、功率超声换能器、连续波信号换能器、调制信号换能器等。
5.按照换能器的形状,可分为圆柱型换能器、棒状换能器、圆盘型换能器、复合型超声换能器及球形换能器等。
6.按照能量转换的机理和所用的换能材料,可分为电磁声换能器、静电换能器 、机械型超声换能器、磁致伸缩换能器、压电换能器等。