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超聲波傳感器的特性
點(diǎn)擊次數(shù):3054 更新時(shí)間:2017-12-16

超聲波傳感器的特性

(1)基本性能

超聲波傳感器既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。如果傳感器是理想的,那么在對(duì)樣品表面出現(xiàn)的位移進(jìn)行檢測(cè)時(shí),能夠同時(shí)檢測(cè)出橫向和縱向的分量,此外還能在整個(gè)頻譜內(nèi)將機(jī)械振動(dòng)以線性的關(guān)系轉(zhuǎn)換為電信號(hào),不僅如此,它所具有的靈敏度*,能夠?qū)ξ⑿〉奈灰七M(jìn)行探測(cè)?,F(xiàn)在使用的傳感器基本上都是壓電元件,其中接收靈敏性zui高的就是鋯鈦酸鉛;而鈮酸鋰具有的居里點(diǎn)達(dá)到了1200℃,所以,它通常被用來(lái)制作高溫傳感器,對(duì)超聲波傳感器來(lái)說(shuō),其性能如下:

 

① 中心頻率:也就是壓電晶片所具有的共振頻率,如果在它兩端的交流電壓所具有的頻率與之相等,那么就會(huì)輸出zui大的能量,具有zui高的靈敏性;

 

② 溫度:對(duì)壓電類(lèi)的材料來(lái)說(shuō),它們都具有非常高的居里點(diǎn),在進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí),由于使用功率非常小,其工作時(shí)溫度不高,即使長(zhǎng)時(shí)間工作也不會(huì)發(fā)生失效,所以,不能在高溫下使用這類(lèi)傳感器;

 

③ 靈敏度:它主要是晶片本身所具有的特點(diǎn)決定的,如果機(jī)電耦合具有較大的系數(shù),那么它就具有相對(duì)較高的靈敏度,反之較低。

 

(2)選用的傳感器

 

使用超聲波檢測(cè)法zui大的好處就是不會(huì)受到電氣的影響,即便如此,由于現(xiàn)場(chǎng)存在諸如設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)和電暈聲,還有其他的一系列噪聲都會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響。所以,在選擇傳感器時(shí),要考慮檢測(cè)頻帶的合理性,要求在對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),使信噪比(S/N)盡可能的得到提升,這是此法的核心和關(guān)鍵。在分析局部放電所產(chǎn)生的聲譜后可以發(fā)現(xiàn),能量zui豐富的就是低頻段,在傳播過(guò)程中,超聲波的衰減和頻率成正比。具體來(lái)說(shuō),如果局部放電是在變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生的,那么在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)還存在大量的機(jī)械振動(dòng)和電氣噪聲,主要就是鐵芯所所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,頻率為100Hz;冷卻泵產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,頻率一般不足2kHz;由于散熱的風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,頻率一般不足4kHz;在傳輸線上存在電脈沖,其產(chǎn)生的噪聲頻率包括了9,18MHz等;周?chē)a(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)以及人在大聲說(shuō)活過(guò)程中所形成的超聲波,其頻率通常不足40kHz。在利用超聲波檢測(cè)局部放電時(shí),在上選擇的頻率標(biāo)準(zhǔn)主要就是20kHz-500kHz,而在國(guó)內(nèi)進(jìn)行研究時(shí),選擇的頻率范圍集中在30kHz-300kHz。

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