Strålegenskaper hos ultraljudsvågor bildas i en rät linje när de möter två ämnen med olika akustiska impedansförhållanden. Vid gränssnittet sker reflektion och refraktionstransmission. Reflexionen och brytningen av ultraljudsvågor följer den geometriska optikens lagar. Ju större skillnad i det akustiska impedansförhållandet mellan de två gränssnittsmedierna har desto starkare reflektion, och ju mindre den akustiska energin tränger in i det andra mediet. I lagrets två parallella reflekterande gränssnitt kan ljudvågorna reflekteras fram och tillbaka flera gånger tills energin reduceras till noll. När ljudstrålen av givare för flödesmätare projiceras på den konkava eller konvexa ytan eller det oregelbundna gränssnittet, det orsakar också fokusering och spridning som ljus. När ultraljudsvågens våglängd jämförs med storleken på hindret uppstår diffraktionsfenomen och när ultraljudsvåglängden är mycket mindre än hindrets storlek är diffraktionsfenomenet försumbart.
Absorptionsegenskaper för ultraljudsvågor, förutom den energidämpning som introduceras av vågfronten, är huvudsakligen energiabsorptionsdämpningen av fortplantningsmediet. För den enkla harmoniska plana vågen, om medelabsorptionsproblemet beaktas, fortplantar sig partikelförskjutningsrörelsen för den enkla harmoniska vågen i positiv riktning av ultraljudsbränslenivågivare beskrivs. Om dopplereffekt, När det finns relativ rörelse mellan ljudkällan och målet, reflekteras ljudvågen från målet kommer det att visas frekvensskiftningsfenomen. Detta fenomen kallas dopplereffekt. 4f är frekvensförskjutningsvärdet, V är den relativa rörelsehastigheten mellan målet och ljudkällan, och Y är vinkeln mellan ultraljudsvågens infallsriktning och målets rörelseriktning, och är också våglängden. När ljudvågens utbredningsriktning sammanfaller med föremålets rörelseriktning, vilket är ett negativt värde; annars ett positivt värde. Detta är grundprincipen för dopplerhastighetsmätning.
Det huvudsakliga prestationsindexet för ultraljudsgivare förutom att bestämma dess resonansfrekvensegenskaper är det viktigare att förstå dess elektriska-till-ljud-omvandlingsegenskaper och akustiska strålningsegenskaper. De huvudsakliga prestandaindikatorerna för givaren är följande aspekter: (1) Arbetsfrekvensen f väljs för det mesta nära givarens mekaniska resonansfrekvens. Därför hänvisar givarens arbetsfrekvens generellt till givarens mekaniska resonansfrekvens. Den elektromekaniska kohesionskoefficienten K elektromekaniska kopplingskoefficienten K är en viktig parameter som indikerar kopplingen mellan den mekaniska energin och den elektriska energin hos den piezoelektriska omvandlaren.
Eftersom den mekaniska energin hos den piezoelektriska vibratorn är relaterad till vibratorns form och vibrationsläge, är vibrationsläget annorlunda och den elektromekaniska kohesionskoefficienten är också annorlunda. I allmänhet används ytterligare subskript för att indikera olika vibrationslägen, såsom Kp, som representerar den elektromekaniska kohesionsfaktorn för det radiella vibrationsläget för en tunn skiva. Uppenbarligen är K en dimensionslös fysisk storhet. Den elektromekaniska kvalitetsfaktorn Qm, Qm är den fysiska storhet som hänvisar till den elektriska kvalitetsfaktorn Qe till det mekaniska vibrationssystemet. Qm har också tre definitioner,monterad extern ultraljudsgivare representeras vid resonansfrekvensen. Frekvensvärdet på vänster och höger halva effektpunkter kallas givarens bandbredd.
Eftersom den mekaniska kvalitetsfaktorn m återspeglar graden av mekanisk energiförlust hos den piezoelektriska vibratorn under resonansprocessen, är den mekaniska kvalitetsfaktorn för omvandlaren nära relaterad till dess elektromekaniska koefficientskoefficient. Dessutom är det också nära relaterat till de elektromekaniska egenskaperna hos givarens struktur, material samt strålningsimpedansen hos mediet. samma givare är lätt 30 i det flytande mediet och 20 i luften. Det kan ses att frekvensbandet för ultraljudsomvandlaren i luftmediet är relativt smalt.
Givarens impedansegenskaper är baserade på det ekvivalenta elektromekaniska sexpoldiagrammet för givaren, var och en med en viss karakteristisk impedans. Därför krävs att omvandlaren matchar impedansen för det sista steget av den sändande kretsen (eller den primära i den mottagande kretsen). Beroende på ultraljudets strålegenskaper krävs dessutom att givaren matchar den utstrålade akustiska belastningen (eller tar emot akustisk belastning). Hur man realiserar elektromekanisk impedansmatchning och akustisk impedansmatchningsteknik är ett av nyckelproblemen som måste lösas vid utvecklingen av ultraljudsgivare. Givarens riktningskarakteristik är lämplig för både sändande och mottagande ultraljudsgivare. När storleken är större än eller lika med våglängden för mediets akustiska våg koncentreras den akustiska energin som sänds/mottas i vissa riktningar och den akustiska energin koncentreras. (eller ljudtrycket) är en funktion av azimut. Vanligtvis kallas kurvan för ljudtryck med azimut ett riktningsmönster.
Frekvensegenskaper hos ultraljudsflödesmätare är en av givarens huvudparametrar. Det hänvisar till egenskaperna för impedans, ljudtryck och känslighet som en funktion av frekvens. I praktiska tillämpningar är det i allmänhet önskvärt att ultraljudssändaren får en platt impedanskarakteristik i ett visst frekvensband för att anpassa sig till förändringar i belastningen, för att undvika impedansfelanpassning, vilket resulterar i kretsuppvärmning, minskad energiomvandlingseffektivitet och till och med skada på enheten. Ultraljudsmottagarens bredband kan ta emot en smal pulssignal eller en wobble-signal med en kort efterglödningstid och har därför en extremt hög förskjutningsupplösning i riktning mot den akustiska axeln. Effekt- och energiomvandlingseffektiviteten hos givaren är också tekniska indikatorer som måste beaktas vid utvecklingen av ultraljudsgivare. Bland dem beror givarens effektivitet på formen på vibrationen, det är givarens material, strukturen hos det mekaniska vibrationssystemet och tvättningen av driftsfrekvensen.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd är en professionell tillverkare av piezoelektrisk keramik och ultraljudsgivare, dedikerad till ultraljudsteknik och industriella tillämpningar.
