哪些因素會(huì)影響超聲波換能器的回波頻率

發(fā)布日期：2021-10-09 作者：新威電子點(diǎn)擊：

按照ZBY-231-84標(biāo)準(zhǔn)，超聲波換能器的實(shí)際回波頻率與標(biāo)稱頻率的誤差，不能超過正負(fù)10%，這在超聲波探頭的制作中是一個(gè)難以控制的指標(biāo)。通過長(zhǎng)期的實(shí)踐摸索，澆鑄探頭背襯和粘接保護(hù)膜時(shí)，都會(huì)使裸晶片的回波頻率下降，但起主要作用的是保護(hù)膜。

通常6.5MHZ的PZT-5裸晶片在粘接完保護(hù)膜后，其回波頻率會(huì)降低到3.75MHZ左右，再澆鑄背襯時(shí)，頻率下降基木上在5%以內(nèi)。但是對(duì)于3MHZ的PZT-5裸晶片，粘接同樣材質(zhì)、厚度的保護(hù)膜后，其回波頻率可達(dá)到2.3-2.5MHZ。顯然保護(hù)膜與晶片的相對(duì)厚度是影響探頭回波頻率的主要因素。

超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率，即超聲波再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。

超聲波換能器

壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8~16只Cymbal換能器、兩個(gè)金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達(dá)到10kHz，能檢測(cè)高速移動(dòng)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)。

常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。石英晶體的伸縮量太小，3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應(yīng)比石英晶體大20-30倍，但效率和機(jī)械強(qiáng)度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點(diǎn)，一般可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。