Paprskové charakteristiky ultrazvukových vln se tvoří v přímce, když narazí na dvě látky s různými poměry akustické impedance. Na rozhraní dochází k odrazu a lomu přenosu. Odraz a lom ultrazvukových vln se řídí zákony geometrické optiky. Čím větší je rozdíl v poměru akustické impedance mezi dvěma prostředími rozhraní, tím silnější je odraz a tím menší akustická energie proniká do druhého prostředí. Ve dvou paralelních reflexních rozhraních vrstvy se zvukové vlny mohou odrážet několikrát tam a zpět, dokud se energie nesníží na nulu. Když zvukový paprsek převodník pro průtokoměr se promítá na konkávní nebo konvexní povrch nebo nepravidelné rozhraní, způsobuje také zaostření a rozptyl jako světlo. Při porovnání vlnové délky ultrazvukové vlny s velikostí překážky dochází k difrakčnímu jevu a pokud je ultrazvuková vlnová délka mnohem menší než velikost překážky, je difrakční jev zanedbatelný.
Absorpčními charakteristikami ultrazvukových vln jsou kromě energetického útlumu zaváděného vlnoplochou především útlum energie absorpce média šíření. Pro jednoduchou harmonickou rovinnou vlnu, pokud je uvažován problém absorpce média, se pohyb posunutí částic jednoduché harmonické vlny šíří v kladném směru je popsán ultrazvukový snímač hladiny paliva . O dopplerovském efektu, když dojde k relativnímu pohybu mezi zdrojem zvuku a cílem, zvuková vlna odražená od cíle se objeví fenomén frekvenčního posunu. Tento jev se nazývá Dopplerův jev. 4f je hodnota posunu frekvence, V je relativní rychlost pohybu mezi cílem a zdrojem zvuku a Y je úhel mezi směrem dopadu ultrazvukové vlny a směrem pohybu cíle a je to také vlnová délka. Když se směr šíření zvukové vlny shoduje se směrem pohybu objektu, což je záporná hodnota; jinak kladná hodnota. To je základní princip dopplerovského měření rychlosti.
Hlavním výkonnostním indexem ultrazvukové měniče kromě určování jejich rezonančních frekvenčních charakteristik je důležitější porozumět jejich elektrickým převodním charakteristikám na zvuk a charakteristikám akustického záření. Hlavní výkonnostní ukazatele převodníku jsou následující: (1) Pracovní frekvence f je většinou zvolena blízko mechanické rezonanční frekvence převodníku. Proto se provozní frekvence měniče obecně vztahuje k mechanické rezonanční frekvenci měniče. Koeficient elektromechanické koheze K koeficient elektromechanické vazby K je důležitý parametr udávající vazbu mezi mechanickou energií a elektrickou energií piezoelektrického měniče.
Protože mechanická energie piezoelektrického vibrátoru souvisí s tvarem a vibračním režimem vibrátoru, je vibrační režim odlišný a koeficient elektromechanické koheze je také odlišný. Obecně se pro označení různých režimů vibrací používají další indexy, jako je Kp, který představuje elektromechanický kohezní faktor radiálního vibračního režimu tenkého plátku. Je zřejmé, že K je bezrozměrná fyzikální veličina. Elektromechanický faktor kvality Qm, Qm je fyzikální veličina, která se vztahuje k elektrickému faktoru kvality Qe systému mechanických vibrací. Qm má také tři definice,namontovaný vně ultrazvukového měniče je reprezentován na rezonanční frekvenci. Hodnota frekvence na levém a pravém bodě polovičního výkonu se nazývá šířka pásma převodníku.
Protože mechanický činitel jakosti m odráží stupeň ztráty mechanické energie piezoelektrického vibrátoru během rezonančního procesu, mechanický činitel jakosti měniče úzce souvisí s jeho elektromechanickým koincidenčním koeficientem. Kromě toho také úzce souvisí s elektromechanickými vlastnostmi konstrukce měniče, materiálů a také radiační impedance média. stejný převodník je snadno 30 v kapalném médiu a 20 ve vzduchu. Je vidět, že frekvenční pásmo ultrazvukového měniče v prostředí vzduchu je poměrně úzké.
Impedanční charakteristiky převodníku jsou založeny na ekvivalentním elektromechanickém šestisvorkovém diagramu převodníku, každý s určitou charakteristickou impedancí. Proto je požadováno, aby převodník odpovídal impedanci koncového stupně vysílacího obvodu (nebo primáru přijímacího obvodu). Kromě toho, v závislosti na charakteristikách paprsku ultrazvuku, je také požadováno, aby měnič odpovídal vyzařované akustické zátěži (nebo přijímané akustické zátěži). Jak realizovat elektromechanické impedanční přizpůsobení a technologii akustického impedančního přizpůsobení je jedním z klíčových problémů, které je třeba vyřešit při vývoji ultrazvukových měničů. Směrová charakteristika snímače je vhodná pro vysílací i přijímací ultrazvukové snímače. Když je velikost větší nebo rovna vlnové délce akustické vlny média, akustická energie emitovaná/přijímaná se koncentruje v určitých směrech a akustická energie se koncentruje. (neboli akustický tlak) je funkcí azimutu. Obvykle se křivka akustického tlaku s azimutem nazývá směrový vzor.
Frekvenční charakteristiky ultrazvukový průtokoměr převodník je jedním z hlavních parametrů převodníku. Vztahuje se na charakteristiky impedance, akustického tlaku a citlivosti jako funkce frekvence. V praktických aplikacích je obecně žádoucí, aby ultrazvukový vysílač získal plochou impedanční charakteristiku v určitém frekvenčním pásmu, aby se přizpůsobil změnám zátěže, aby nedocházelo k nesouladu impedance, který má za následek zahřívání obvodu, snížení účinnosti přeměny energie a dokonce poškození zařízení. Širokopásmový ultrazvukový přijímač je schopen přijímat úzký pulzní signál nebo vlnový signál s krátkou dobou dosvitu a má tak extrémně vysoké rozlišení posunu ve směru akustické osy. Výkon a účinnost přeměny energie převodníku jsou také technické ukazatele, které je třeba vzít v úvahu při vývoji ultrazvukových převodníků. Mezi nimi účinnost převodníku závisí na tvaru vibrací, je to materiál převodníku, struktura mechanického vibračního systému a praní pracovní frekvence.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
