液位计用压电换能器选型与探讨.pdfVIP

液位计用压电换能器选型探讨赵俊杰，等 液位计用压电换能器选型探讨 赵俊杰，王彦，张贤雨 (河诲学院物理与瓿电工程学院 曹肃张掖，734000) 摘要：超声波液位计用压电换能器是典型的收发两用型换能器。换能器的关键参数包含串联谐振频率(fs)、并联谐 振频率(玲)、介泡常数(8)、压电应变常数(d)、援电电压常数(g)等等。本文试图理清在上述众多的参数、指标中， 那些参数、指标对液位计整机性能影响更大一些。 关键谰：超声波滚位计；压毫换笺器；参数；指标 Abstract：Ultrasoniclevelmeterwitha transducerisa transceiver transducer．Trans．． liquid piezoelectric typical dual．．purpose ducercontainsthe ofseriesresonant resonant keyparameters parallel frequency(秘and frequency(妫，dielectricconstant(epsilon)， strainconstant SOOn．Thisarticle tosortoutinthenumerous (d)，piezoelectricpiezoelectriC voltageconstant(曲，and attempts param- etersand andindicatorsto influence． indicators，theparameters gaugeperformance words：Ultrasoniclevel meter；Piezoelectric Key liquid transducer；Parameters；indicators 中图分类号：TH816+．2 文献标识码：B 0 荸l言 毫效应)在串联谐振频率￡附近，褥声波接收获态(正医毫效 本文只针对压电换能器本身参数、指标对液位计整机性能 应)在并联谐振频率‘附近。为了扩大换能器的通频带尤其是 酶影嚷进行分辑，瑟不毽括积簿莰部分爵襞存在豹各秘不确定 接收灵敏度，要求￡纛S都较夺，基嚣者之阂的关系满足e。 因素。 Q。，如图1所示。 缸 1 频率 压电换能器工作频率的选撵需要从两个方面进行考虑。首 先，对手溅爨鳖仪表，要求换缆器所发射声场指离性爵，为了 得到较好的声场指向性【1，，需要将换能器的工作频率设定在一 f 个较高的拳乎；然瑟巍予声波农分凄孛传接的戆攫损耗冬声波 f8 fp 的频率成正比，为扩大测量范围，其换能器工作频率不能太 图1品质因数关系 高。综会上蘸嚣个因素，换能器工作频搴设定需要权衡声场指 (2)测量分辨率要求 向性与仪表所需测量范围之间的矛盾关系来确定换能器的工作 f 频率。 2 橇械晶蒺因数Q。 压电元件在谐振时，要克服内摩擦而产生能量损耗，机械 }嗣耐黼号。 晶矮嚣数Q。裁是黉量该缝量大小麓。Q。是压电换戆器靛～个 重鼹设计参数，也与难电元件谐振模式有关。Q。与机械损耗 成反比，Q。越大，机械损耗越小，能爨衰减越慢，通频带越 躅2最小分辨率影响因素示意图 低。其数学表达式为：