Charakterystyka promieni fal ultradźwiękowych kształtuje się w linii prostej w momencie napotkania dwóch substancji o różnych stosunkach impedancji akustycznej. Na granicy faz następuje odbicie i transmisja załamania. Odbicie i załamanie fal ultradźwiękowych podlega prawom optyki geometrycznej. Im większa różnica w stosunku impedancji akustycznej pomiędzy dwoma ośrodkami interfejsu, tym silniejsze jest odbicie i tym mniejsza energia akustyczna przenika do drugiego ośrodka. W dwóch równoległych odblaskowych powierzchniach warstwy fale dźwiękowe mogą być wielokrotnie odbijane tam i z powrotem, aż energia spadnie do zera. Kiedy wiązka dźwięku Przetwornik do przepływomierza rzutowany jest na powierzchnię wklęsłą, wypukłą lub nieregularną granicę międzyfazową, powoduje także skupienie i rozproszenie niczym światło. Kiedy długość fali ultradźwiękowej porównuje się z rozmiarem przeszkody, pojawia się zjawisko dyfrakcji, a gdy długość fali ultradźwiękowej jest znacznie mniejsza niż rozmiar przeszkody, zjawisko dyfrakcji jest pomijalne.
Charakterystyka absorpcji fal ultradźwiękowych, oprócz tłumienia energii wprowadzonego przez czoło fali, to głównie tłumienie absorpcji energii przez ośrodek propagacji. W przypadku prostej fali płaskiej harmonicznej, jeśli uwzględni się problem absorpcji ośrodka, ruch przemieszczania cząstek prostej fali harmonicznej rozchodzi się w kierunku dodatnim ultradźwiękowy przetwornik poziomu paliwa . opisano Informacje na temat efektu Dopplera. Kiedy pomiędzy źródłem dźwięku a celem występuje względny ruch, fala dźwiękowa odbita od celu powoduje pojawienie się zjawiska przesunięcia częstotliwości. Zjawisko to nazywa się efektem Dopplera. 4f to wartość przesunięcia częstotliwości, V to względna prędkość ruchu między celem a źródłem dźwięku, Y to kąt między kierunkiem padania fali ultradźwiękowej a kierunkiem ruchu celu, a także długość fali. Gdy kierunek propagacji fali dźwiękowej pokrywa się z kierunkiem ruchu obiektu, co jest wartością ujemną; w przeciwnym razie wartość dodatnia. Jest to podstawowa zasada pomiaru prędkości dopplerowskiej.
Główny wskaźnik wydajności przetworników ultradźwiękowych oprócz określenia charakterystyki częstotliwości rezonansowej, ważniejsze jest zrozumienie charakterystyki konwersji sygnału elektrycznego na dźwięk oraz charakterystyki promieniowania akustycznego. Głównymi wskaźnikami wydajności przetwornika są następujące aspekty: (1) Częstotliwość robocza f jest najczęściej wybierana w pobliżu częstotliwości rezonansu mechanicznego przetwornika. Dlatego częstotliwość robocza przetwornika ogólnie odnosi się do częstotliwości rezonansu mechanicznego przetwornika. Współczynnik spójności elektromechanicznej K. Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego K jest ważnym parametrem wskazującym sprzężenie energii mechanicznej z energią elektryczną przetwornika piezoelektrycznego.
Ponieważ energia mechaniczna wibratora piezoelektrycznego jest związana z kształtem i trybem wibracji wibratora, tryb wibracji jest inny, a współczynnik spójności elektromechanicznej jest również inny. Ogólnie rzecz biorąc, do wskazania różnych trybów wibracji stosuje się dodatkowe indeksy, takie jak Kp, który reprezentuje elektromechaniczny współczynnik spójności modu drgań promieniowych cienkiej płytki. Oczywiście K jest bezwymiarową wielkością fizyczną. Współczynnik jakości elektromechanicznej Qm, Qm jest wielkością fizyczną odnoszącą się do współczynnika jakości elektrycznej Qe układu drgań mechanicznych. Qm ma również trzy definicje,zamontowany na zewnątrz przetwornik ultradźwiękowy jest reprezentowany przy częstotliwości rezonansowej. Wartość częstotliwości w lewym i prawym punkcie mocy nazywana jest szerokością pasma przetwornika.
Ponieważ współczynnik jakości mechanicznej m odzwierciedla stopień utraty energii mechanicznej wibratora piezoelektrycznego podczas procesu rezonansu, współczynnik jakości mechanicznej przetwornika jest ściśle powiązany z jego współczynnikiem koincydencji elektromechanicznej. Ponadto jest on również ściśle powiązany z właściwościami elektromechanicznymi konstrukcji przetwornika, materiałów, a także impedancją radiacyjną ośrodka. ten sam przetwornik z łatwością mieści 30 w ciekłym ośrodku i 20 w powietrzu. Można zauważyć, że pasmo częstotliwości przetwornika ultradźwiękowego w ośrodku powietrznym jest stosunkowo wąskie.
Charakterystyki impedancji przetwornika opierają się na równoważnym elektromechanicznym sześciozaciskowym schemacie przetwornika, każdy z określoną impedancją charakterystyczną. Dlatego przetwornik musi być dopasowany do impedancji końcowego stopnia obwodu nadawczego (lub uzwojenia pierwotnego obwodu odbiorczego). Ponadto, w zależności od charakterystyki promienia ultradźwiękowego, przetwornik musi być również dostosowany do wypromieniowanego obciążenia akustycznego (lub odbierającego obciążenia akustycznego). Sposób realizacji elektromechanicznego dopasowywania impedancji i technologii dopasowywania impedancji akustycznej jest jednym z kluczowych problemów, które należy rozwiązać przy opracowywaniu przetworników ultradźwiękowych. Charakterystyka kierunkowa przetwornika jest odpowiednia zarówno dla nadawczych, jak i odbiorczych przetworników ultradźwiękowych. Gdy wielkość jest większa lub równa długości fali akustycznej ośrodka, emitowana/odbierana energia akustyczna jest skupiana w określonych kierunkach, a energia akustyczna jest koncentrowana. (lub ciśnienie akustyczne) jest funkcją azymutu. Zwykle krzywa ciśnienia akustycznego z azymutem nazywana jest wzorem kierunkowym.
Charakterystyka częstotliwościowa Przetwornik ultradźwiękowy jest jednym z głównych parametrów przetwornika. Odnosi się do charakterystyki impedancji, ciśnienia akustycznego i czułości w funkcji częstotliwości. W zastosowaniach praktycznych ogólnie pożądane jest, aby przetwornik ultradźwiękowy uzyskał płaską charakterystykę impedancji w pewnym paśmie częstotliwości, aby dostosować się do zmian obciążenia i uniknąć niedopasowania impedancji, co skutkuje nagrzewaniem się obwodu, zmniejszoną wydajnością konwersji energii, a nawet uszkodzeniem urządzenia. Szerokopasmowy odbiornik ultradźwiękowy jest w stanie odbierać sygnał o wąskim impulsie lub sygnał wahliwy z krótkim czasem poświaty, dzięki czemu charakteryzuje się wyjątkowo dużą rozdzielczością przemieszczenia w kierunku osi akustycznej. Moc i efektywność konwersji energii przetwornika to także wskaźniki techniczne, które należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu przetworników ultradźwiękowych. Wśród nich skuteczność przetwornika zależy od kształtu drgań, jest to materiał przetwornika, konstrukcja układu drgań mechanicznych oraz częstotliwość robocza.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd jest profesjonalnym producentem ceramiki piezoelektrycznej i przetworników ultradźwiękowych, zajmującym się technologią ultradźwiękową i zastosowaniami przemysłowymi.
