超聲波流量計(jì)傳感器主要由壓電元件(壓電陶瓷片)、背襯材料(吸收塊)、保護(hù)膜和外殼等組成。影響超聲波流量計(jì)傳感器性能的主要參數(shù)有:
(1)中心頻率，指?jìng)鞲衅鞯碾妼?dǎo)值最大時(shí)的工作頻率。
(2)壓電常數(shù)，關(guān)系到傳感器聲電轉(zhuǎn)換效率及輸出靈敏度的參數(shù)。
(3)彈性系數(shù)，決定著傳感器的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。
(4)絕緣電阻，壓電材料的絕緣電阻大有助于減少電荷泄漏量，從而改善壓電傳感器的低頻特性。
1、圓盤(pán)聲源的聲場(chǎng)分析圓盤(pán)聲源是指平面狀的圓振子，當(dāng)它沿平面法線(xiàn)方向振動(dòng)時(shí)，其面上各點(diǎn)的幅值和相位相同，產(chǎn)生活塞波。
2、聲束軸線(xiàn)的聲壓分布當(dāng)波源晶片直徑D大于波長(zhǎng)λ時(shí)，輻射器可以看做無(wú)數(shù)個(gè)尺寸很小的子波源組成的平面波源。子波源做相位相同、振幅相同的振動(dòng)，各自發(fā)出波陣面為球面的子波，各子波源發(fā)出頻率相同的連續(xù)正弦波，依據(jù)理論計(jì)算可以求出晶片圓盤(pán)軸線(xiàn)上一點(diǎn)Q處的聲壓。可以把聲源上各個(gè)小面積都看作一個(gè)點(diǎn)源，把所有點(diǎn)源輻射的聲波在Q點(diǎn)處的聲壓疊加起來(lái)就是總的聲壓。根據(jù)疊加原理，聲束中心軸線(xiàn)上任何一點(diǎn)處的聲壓等于聲源各點(diǎn)輻射聲壓到達(dá)該點(diǎn)的疊加，由于聲源各點(diǎn)到達(dá)該點(diǎn)的聲程不同，疊加時(shí)有相位差，因而在整個(gè)聲束軸線(xiàn)上出現(xiàn)有聲壓最大值和聲壓最小值的波動(dòng)，依據(jù)相關(guān)理論公式可以得出: 當(dāng)D＞＞λ時(shí)，在近場(chǎng)區(qū)當(dāng)x0≈D2/4λ。
式中:x0—聲軸線(xiàn)上最近一個(gè)聲壓最大值點(diǎn)至聲源的距離，m;D—波源晶片直徑，m;λ—聲波波長(zhǎng)，m。
