超聲波流量計(jì)傳感器主要由壓電元件(壓電陶瓷片)、背襯材料(吸收塊),、保護(hù)膜和外殼等組成,。影響超聲波流量計(jì)傳感器性能的主要參數(shù)有:
(1)中心頻率,指傳感器的電導(dǎo)值最大時(shí)的工作頻率,。
(2)壓電常數(shù),關(guān)系到傳感器聲電轉(zhuǎn)換效率及輸出靈敏度的參數(shù)。
(3)彈性系數(shù),,決定著傳感器的固有頻率和動態(tài)特性,。
(4)絕緣電阻,壓電材料的絕緣電阻大有助于減少電荷泄漏量,,從而改善壓電傳感器的低頻特性,。
1、圓盤聲源的聲場分析圓盤聲源是指平面狀的圓振子,,當(dāng)它沿平面法線方向振動時(shí),,其面上各點(diǎn)的幅值和相位相同,產(chǎn)生活塞波,。
2,、聲束軸線的聲壓分布當(dāng)波源晶片直徑D大于波長λ時(shí),輻射器可以看做無數(shù)個(gè)尺寸很小的子波源組成的平面波源,。子波源做相位相同,、振幅相同的振動,各自發(fā)出波陣面為球面的子波,,各子波源發(fā)出頻率相同的連續(xù)正弦波,,依據(jù)理論計(jì)算可以求出晶片圓盤軸線上一點(diǎn)Q處的聲壓??梢园崖曉瓷细鱾€(gè)小面積都看作一個(gè)點(diǎn)源,,把所有點(diǎn)源輻射的聲波在Q點(diǎn)處的聲壓疊加起來就是總的聲壓。根據(jù)疊加原理,,聲束中心軸線上任何一點(diǎn)處的聲壓等于聲源各點(diǎn)輻射聲壓到達(dá)該點(diǎn)的疊加,,由于聲源各點(diǎn)到達(dá)該點(diǎn)的聲程不同,疊加時(shí)有相位差,,因而在整個(gè)聲束軸線上出現(xiàn)有聲壓最大值和聲壓最小值的波動,,依據(jù)相關(guān)理論公式可以得出: 當(dāng)D>>λ時(shí),在近場區(qū)當(dāng)x0≈D2/4λ,。
式中:x0—聲軸線上最近一個(gè)聲壓最大值點(diǎn)至聲源的距離,,m;D—波源晶片直徑,m;λ—聲波波長,,m,。