超聲波液位計(jì)的探頭是產(chǎn)生超聲波并接收回聲的傳感器，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為聲能，將聲能轉(zhuǎn)換為電能，因此也稱為換能器。 超聲波是高頻電脈沖激勵(lì)超聲波探頭產(chǎn)生的，反射來的超聲波能量通過探頭轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 超聲波液位計(jì)探頭的壓電陶瓷具有壓電效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電聲能量的常用方法是利用超聲波探頭實(shí)現(xiàn)的。 為了更好地理解超聲液位計(jì)探頭，本文擬就超聲液位計(jì)探頭的組成結(jié)構(gòu)及其6個(gè)性能指標(biāo)作一介紹。

一、超聲液位計(jì)探頭的結(jié)構(gòu)及作用

如下面的圖1所示，超聲波液位計(jì)探頭的構(gòu)造主要由壓電陶瓷、匹配層、阻尼塊、保護(hù)膜、殼體和高頻電纜等部分構(gòu)成。

1、壓電陶瓷:壓電陶瓷是探頭的核心部件，其作用是收發(fā)超聲波，其性能的好壞直接影響探頭的質(zhì)量。 在陶瓷的兩面，為了使供給陶瓷片的電壓均勻，涂上銀層作為電極，陶瓷片上的電極被電線吸引到電路上，底面接地線的口與電路的共同點(diǎn)相接，形成電路。

2、高頻電纜:超聲波液位計(jì)探頭必須通過高頻電纜與超聲波驅(qū)動(dòng)電路板相連，這種專用高頻電纜具有干擾外部各種干擾噪聲等超聲波探頭的驅(qū)動(dòng)脈沖和回波信號(hào)的作用。

3、匹配層:超聲級(jí)計(jì)測探頭的匹配層可以在探頭和工作負(fù)載之間發(fā)揮聲阻抗匹配的作用，可以有效地?cái)U(kuò)大探頭的工作頻帶，進(jìn)一步提高超聲分辨率和工作適應(yīng)能力。

4、阻尼塊:由幾種阻尼材料構(gòu)成，附著在壓電陶瓷后面，主要吸收壓電陶瓷后面的超聲波，起到減少噪音的作用。 　　

5、情況:探針的情況為塑料制，主要具有固定和保護(hù)探針元件整體的作用。

6、保護(hù)膜:保護(hù)膜耐磨性好，強(qiáng)度高，材質(zhì)聲衰減小，透音性好，厚度符合適當(dāng)要求，保護(hù)壓電陶瓷和電極，達(dá)到防止磨損和破壞的作用。

二、超聲液位計(jì)探頭6性能指標(biāo)

超聲波液位計(jì)探頭作為構(gòu)成超聲波液位計(jì)的重要部件，其性能的好壞直接影響發(fā)送超聲波的強(qiáng)度、接收回波信號(hào)的強(qiáng)度、液位計(jì)范圍，直接決定超聲波液位計(jì)是否正常穩(wěn)定工作。 超聲波液位計(jì)探頭的主要性能指標(biāo)有以下6種:工作頻率、靈敏度、質(zhì)量因素、頻率響應(yīng)、電阻、方向特性等，現(xiàn)將各性能指標(biāo)分別介紹如下

1、靈敏度:靈敏度是超聲波回波被探針轉(zhuǎn)換而輸出的回波信號(hào)電壓的峰值與施加到探針的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的峰值之比。 靈敏度是測量超聲探頭電能與聲能相互轉(zhuǎn)換效率的尺度。

2、工作頻率f :超聲波液位計(jì)探頭的工作頻率由壓電陶瓷的共振頻率、即探頭發(fā)射的超聲波的頻率決定。 超聲波液位計(jì)探頭在該頻率下輸出的能量蕞大，傳播距離也蕞遠(yuǎn)。

3、頻率響應(yīng):超聲波液位計(jì)探頭的頻率響應(yīng)是指某一反射物體，探頭接收回波信號(hào)的頻率特性，超聲波液位計(jì)探頭的頻譜圖可通過頻率分析儀進(jìn)行測量，得到中心頻率、帶寬等參數(shù)。

4 .質(zhì)量因素q :超聲波液位計(jì)探頭的質(zhì)量因素q由電路部分的質(zhì)量因素和機(jī)械部分的質(zhì)量因素綜合決定。

5、方向特性:主閥尖銳程度決定超聲波探測區(qū)域的范圍，方向特性直接決定超聲波液位計(jì)的工作范圍和范圍。 主瓣角是超聲波方向特性中蕞重要的指標(biāo)，超聲波的頻率越高，主瓣角越小，超聲波探頭的能量越集中，聲速范圍也越窄。

6、阻抗特性:根據(jù)超聲波液位計(jì)探頭的特性，要求實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓和阻抗匹配，達(dá)到理想的驅(qū)動(dòng)能量和回波接收信號(hào)。

以上就是淺談超聲波液位計(jì)量表探頭的組成結(jié)構(gòu)及其6大性能指標(biāo)文章的全部內(nèi)容