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超聲波液位計(jì)工作原理 及結(jié)構(gòu)組成
閱讀:84 發(fā)布時間:2023-2-8工作原理
超聲波液位計(jì)是利用超聲波的特性研制而成的液位計(jì)。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,
它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,
尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。
因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。
超聲波液位計(jì)
結(jié)構(gòu)組成
超聲波液位計(jì)主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),
可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個探頭反射、一個探頭接收)等。
超聲液位計(jì)的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,
因此每個液位計(jì)的性能是不同的,我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。
超聲波液位計(jì)的主要性能指標(biāo)
(1)工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時,輸出的能量,靈敏度也。
(2)工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高,特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長時間地工作而不產(chǎn)生失效
。醫(yī)療用的超聲液位計(jì)的溫度比較高,需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。
(3)靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大,靈敏度高;反之,靈敏度低。
如超聲波液位計(jì),一個復(fù)合式振動器被靈活地固定在底座上。該復(fù)合式振動器是諧振器以及,由一個金屬片和一個壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動器的一個結(jié)合體。
。諧振器呈喇叭形,目的是能有效地輻射由于振動而產(chǎn)生的超聲波,并且可以有效地使超聲波聚集在振動器的部位。
室外用途的超聲波液位計(jì)必須具有良好的密封性,以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內(nèi)側(cè)。
底座固定在盒體的開口端,并且使用樹脂進(jìn)行覆蓋。對應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的超聲波液位計(jì)而言,要求其精確度要達(dá)到1mm,并且具有較強(qiáng)的超聲波輻射。
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