换能器设计(换能器设计标准规范)

压电式超声波换能器原理是什么?

1、压电式超声波换能器原理是：超声波换能器，其实就是频率与其谐振频率相同的压电陶瓷，利用的是材料的压电效应将电能转换为机械振动。

2、压电式超声波换能器原理超声波换能器，本身就是频率与其谐振频率同样的压电陶瓷片，运用的是原材料的压电效应将电能转换为机械振动。

3、压电超声换能器分为：正压电效应和逆压电效应。正压电效应：晶体受到某固定方向外力的作用时， 在某两个表面上产生符号相反的电荷的现象。逆压电效应：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

4、超声波换能器，利用与其谐振频率相同的压电陶瓷的压电效应，将电能转换为机械振动。通常先由超声波发生器产生超声波，经超声波换能器将其转换为机械振动，再经超声波导出装置、超声波接收装置便可产生超声波。

5、产生伸缩振动，产生电信号。此为接收换能器。换能器：实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置称为换能器，也称有源传感器。换能器是超声波设备的核心器件，其特性参数决定整个设备的性能。

为什么发射换能器的发射面与接收面要保持互相平行

发射换能器发送的能量是垂直发射面传播的，接受换能器接受的能量是垂直接受面接受的。如果不让两面的中心垂线对正，你的传送的能量就有损失。

换能器发射接收都有一个角度，如果两个换能器不是垂直对着，互相平行，那么接收到的信号就会受到很大的影响。

因为发射换能器发出了一定频率的平面声波，经空气传播到达接收面。只有两面严格平行时，入射波才能在接收面上垂直反射，两波才能相互干涉形成驻波。相位法中没必要使两面严格平行。

换能器是有发射角度的，如果不平行，测量结果就差别很大了。

分析压电换能器的工作原理

压电陶瓷换能片的原理是，当压力或张力施加到陶瓷片上时，在陶瓷片的两端会产生极性相反的电荷，并通过电路产生电流。这种效应称为压电效应。

随后，在1881年，人们进一步发现这种单晶材料也具有逆压电效应，即当正压电效应的材料受到外加电场的作用时，会有应力和应变产生，其应变与外电场的大小成正比。

极化的压电陶瓷在周期周期信号激励下，产生伸缩振动。推动周围媒介运动-此为发射换能器。一般结构为1/2波长振子、极化的压电陶瓷，在媒介的推动下，产生伸缩振动，产生电信号。此为接收换能器。

压电陶瓷换能器的工作原理是一种人工焙烧制造的可应用于多领域的多晶材料。通过外加电场和外部施加压力的作用，使材料的外部弹性形变和内部电级化发生相互转换，称为电致伸缩效应。

压电效应。压电效应是指材料在受到机械力作用时，会产生电荷的现象，在压电陶瓷换能器中，当机械振动作用于压电陶瓷片时，陶瓷片会发生微小的形变，这个形变会使得陶瓷片表面的正负极分布发生改变。