超聲波探頭的工作原理

發(fā)布時間： 2016-06-27　　點(diǎn)擊次數(shù)： 3313次

聲波是一種特殊的聲音頻率，因?yàn)槠漕l率要高于20KHz，所以人耳無法清晰地聽到這種超聲波。超聲波具有高頻率機(jī)械振動的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)、多角度的定向傳播。不過在實(shí)際的使用過程當(dāng)中，超聲波以縱向傳播的方式運(yùn)用較為廣泛。此外，在不同介質(zhì)中傳播的時候，超聲波的傳播速度、能量大小都會有所不同。當(dāng)超聲波遇到無法穿透的物體時，其傳遞波束會發(fā)生反射、折射以及衰減等現(xiàn)象。在空氣當(dāng)中，超聲波的傳遞能力是zui低的，因此超聲波能量在空氣當(dāng)中得不到有效的傳播，而在液體和固體當(dāng)中時，超聲波的傳播能力卻要高得多。根據(jù)超聲波的這些特性能夠制作成非常實(shí)用的超聲波探傷設(shè)備、超聲波測量設(shè)備、超聲波清洗設(shè)備等儀器，而且這些設(shè)備在諸多的領(lǐng)域當(dāng)中都具有非常高的實(shí)用性。

超聲波探頭在測量固定物體的長度和位置方面就有非常顯著的優(yōu)勢。如果將超聲波探頭放置在一個防水性能較高的密閉容器之內(nèi)，該裝置就能夠潛入到深海當(dāng)中，進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的探測作業(yè)，而且還能夠?qū)⒃撗b置放置于石油、煤油等液體之中加以勘測，只要容器制作到位，基本不會出現(xiàn)故障等問題。除此以外超聲波探頭還能夠?qū)z測到的相關(guān)信息快速地反射到顯示屏幕之上，以便于操作人員的觀察和計算使用。

超聲波探頭還能夠用于水位控制的運(yùn)用之中。因?yàn)槌暡ㄔ谝后w中傳播的時候會發(fā)生能量衰減的現(xiàn)象，當(dāng)超聲波探頭作用于液體表面時，液位的高低對準(zhǔn)確地反應(yīng)在超聲波顯示屏幕之上。如果液位較高超聲波的輸出頻率就會上升，液位較低時輸出頻率就會明顯下降不少。總之，超聲波的輸出頻率會隨著液體的總量而發(fā)生變化。當(dāng)設(shè)定好了標(biāo)準(zhǔn)的水位之后，一旦出現(xiàn)水位過高或者過低的現(xiàn)象，超聲波探頭都會自動提醒操作人員，從而使操作人員對液體的容量加以控制。

超聲波探頭的工作原理:

1.通過壓電效應(yīng)發(fā)射、接收超聲波。

2.640V的交變電壓加至壓電晶片銀層，使面積相同間隔一定距離的兩塊金屬極板分別帶上等量異種電荷形成電場，有電場就存在電場力，壓電晶片處在電場中，在電場力的作用下發(fā)生形變，在交變電場力的作用下，發(fā)生變形的效應(yīng)，稱為逆壓電效應(yīng)，也是發(fā)射超聲波的過程。

3.超聲波是機(jī)械波，機(jī)械波是由振動產(chǎn)生的，超聲波發(fā)現(xiàn)缺陷引起缺陷振動，其中一部分沿原路返回，由于超聲波具有一定的能量，再作用到壓電晶體上，使壓電晶體在交變拉、壓力作用下產(chǎn)生交變電場，這種效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)，是接收超聲波的過程。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。

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