Caracteristicile razelor undelor ultrasonice se formează în linie dreaptă atunci când întâlnesc două substanțe cu rapoarte diferite de impedanță acustică. La interfață are loc transmisia de reflexie și refracție. Reflexia și refracția undelor ultrasonice urmează legile opticii geometrice. Cu cât diferența mai mare în raportul de impedanță acustică dintre cele două medii de interfață are o reflexie mai puternică și cu atât energia acustică pătrunde mai mică în al doilea mediu. În cele două interfețe reflectorizante paralele ale stratului, undele sonore pot fi reflectate înainte și înapoi de mai multe ori până când energia este redusă la zero. Când fasciculul de sunet al traductorul pentru debitmetru este proiectat pe suprafața concavă sau convexă sau pe interfața neregulată, de asemenea, provoacă focalizarea și împrăștierea ca lumina. Când lungimea de undă a undei ultrasonice este comparată cu dimensiunea obstacolului, apare fenomenul de difracție și când lungimea de undă ultrasonică este mult mai mică decât dimensiunea obstacolului, fenomenul de difracție este neglijabil.
Caracteristicile de absorbție ale undelor ultrasonice, pe lângă atenuarea energiei introdusă de frontul de undă, sunt în principal atenuarea absorbției de energie a mediului de propagare. Pentru unda plană armonică simplă, dacă se ia în considerare problema absorbției medii, mișcarea de deplasare a particulelor a undei armonice simple se propagă în direcția pozitivă a este descris traductorul de nivel de combustibil cu ultrasunete . Despre efectul doppler, Când există o mișcare relativă între sursa de sunet și țintă, unda sonoră este reflectată de țintă, va apărea un fenomen de schimbare a frecvenței. Acest fenomen se numește efect Doppler. 4f este valoarea deplasării frecvenței, V este viteza relativă de mișcare dintre țintă și sursa de sunet și Y este unghiul dintre direcția incidentă a undei ultrasonice și direcția de mișcare a țintei și este, de asemenea, lungimea de undă. Când direcția de propagare a undei sonore coincide cu direcția de mișcare a obiectului, care este o valoare negativă; în caz contrar o valoare pozitivă. Acesta este principiul de bază al măsurării vitezei doppler.
Principalul indice de performanță al traductoare ultrasoni, pe lângă determinarea caracteristicilor frecvenței de rezonanță, este mai important să înțelegem caracteristicile de conversie electrică la sunet și caracteristicile radiației acustice. Principalii indicatori de performanță ai traductorului sunt următoarele aspecte: (1) Frecvența de lucru f este selectată în mare parte în apropierea frecvenței de rezonanță mecanică a traductorului. Prin urmare, frecvența de funcționare a traductorului se referă în general la frecvența de rezonanță mecanică a traductorului. Coeficientul electromecanic de coeziune K coeficientul electromecanic de cuplare K este un parametru important care indică cuplarea dintre energia mecanică și energia electrică a traductorului piezoelectric.
Deoarece energia mecanică a vibratorului piezoelectric este legată de forma și modul de vibrație al vibratorului, modul de vibrație este diferit, iar coeficientul de coeziune electromecanic este, de asemenea, diferit. În general, indicele suplimentare sunt utilizate pentru a indica diferite moduri de vibrație, cum ar fi Kp, care reprezintă factorul de coeziune electromecanic al modului de vibrație radială al unei plăci subțiri. Evident, K este o mărime fizică adimensională. Factorul de calitate electromecanic Qm, Qm este mărimea fizică care se referă la factorul de calitate electric Qe la sistemul de vibrații mecanice. Qm are, de asemenea, trei definiții,traductorul ultrasonic montat în exterior este reprezentat la frecvența de rezonanță. Valoarea frecvenței de pe punctele de jumătate din stânga și din dreapta se numește lățimea de bandă a traductorului.
Deoarece factorul de calitate mecanică m reflectă gradul de pierdere de energie mecanică a vibratorului piezoelectric în timpul procesului de rezonanță, factorul de calitate mecanică al traductorului este strâns legat de coeficientul său de coincidență electromecanică. În plus, este strâns legată de proprietățile electromecanice ale structurii traductorului, materialelor, precum și impedanța de radiație a mediului. același traductor este ușor de 30 în mediul lichid și 20 în aer. Se poate observa că banda de frecvență a traductorului ultrasonic în mediul de aer este relativ îngustă.
Caracteristicile de impedanță ale traductorului se bazează pe diagrama electromecanică echivalentă cu șase terminale a traductorului, fiecare cu o anumită impedanță caracteristică. Prin urmare, traductorul trebuie să se potrivească cu impedanța etapei finale a circuitului de transmisie (sau primarului circuitului de recepție). În plus, în funcție de caracteristicile razelor ultrasunetelor, traductorul trebuie să se potrivească și cu sarcina acustică radiată (sau încărcarea acustică receptivă). Cum se realizează potrivirea impedanței electromecanice și tehnologia de potrivire a impedanței acustice este una dintre problemele cheie care trebuie rezolvate în dezvoltarea traductoarelor cu ultrasunete. Caracteristica direcțională a traductorului este potrivită atât pentru traductoarele cu ultrasunete de transmisie, cât și pentru cele de recepție. Când dimensiunea este mai mare sau egală cu lungimea de undă a undei acustice a mediului, energia acustică emisă/primită este concentrată în anumite direcții, iar energia acustică este concentrată. (sau presiunea sonoră) este o funcție de azimut. De obicei, curba presiunii sonore cu azimut se numește un model direcțional.
Caracteristicile de frecvență ale traductorul debitmetrului ultrasonic este unul dintre principalii parametri ai traductorului. Se referă la caracteristicile impedanței, presiunii sonore și sensibilității în funcție de frecvență. În aplicațiile practice, este, în general, de dorit ca transmițătorul cu ultrasunete să obțină o caracteristică de impedanță plată într-o anumită bandă de frecvență pentru a se adapta la schimbările de sarcină, pentru a evita nepotrivirea impedanței, care are ca rezultat încălzirea circuitului, reducerea eficienței conversiei energiei și chiar deteriorarea dispozitivului. Banda largă a receptorului cu ultrasunete este capabilă să recepționeze un semnal de puls îngust sau un semnal de vibrație cu un timp scurt de luminozitate și, astfel, are o rezoluție de deplasare extrem de mare în direcția axei acustice. Eficiența de conversie a puterii și a energiei traductorului sunt, de asemenea, indicatori tehnici care trebuie luați în considerare în dezvoltarea traductoarelor cu ultrasunete. Printre acestea, eficiența traductorului depinde de forma vibrației, este materialul traductorului, structura sistemului de vibrații mecanice și spălarea frecvenței de funcționare.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd este un producător profesionist de ceramică piezoelectrică și traductoare cu ultrasunete, dedicat tehnologiei ultrasonice și aplicațiilor industriale.
