發(fā)布時間：2021-02-04 01:37

　　超聲波流量計是一種20世紀(jì)70年代開始被廣泛應(yīng)用的非接觸式儀表,而作為其關(guān)鍵部件的壓電換能器,在實際的工程應(yīng)用中常常會遇到一致性差以及難配對的問題。因此,本課題對換能器的一致性及配對工作展開研究,旨在給出一種能夠?qū)Q能器一致性進(jìn)行定量評價的方法,從而提高配對效率,主要包括以下內(nèi)容:（1）原理分析。從時差式超聲流量計的工作原理出發(fā),解釋了超聲流量計的計量精度是如何受換能器一致性所影響的。（2）模型推導(dǎo)。對換能器完整的信號傳輸過程進(jìn)行理論模型分析,依次介紹了聲波的產(chǎn)生、傳播以及接收這三個環(huán)節(jié)對應(yīng)的傳遞函數(shù)并給出了相關(guān)參數(shù)的詳細(xì)測量方法,為后續(xù)的換能器一致性評價方法打下了理論基礎(chǔ)。（3）一致性評價方法。換能器的一致性包括穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)特性兩個方面:穩(wěn)態(tài)特性描述的是換能器電阻抗隨頻率的變化關(guān)系,可以通過導(dǎo)納圓圖法或傳遞函數(shù)法來對換能器的穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行評價;暫態(tài)特性指的是換能器在自發(fā)自收情況下輸出的電信號,通過比較不同換能器之間電信號波形的相似程度,來實現(xiàn)換能器的最終配對。關(guān)于信號波形相似性的度量,本文給出了相關(guān)系數(shù)法以及形態(tài)特征法這兩種解決方案。（4）換能器試驗。首先通過換能器的配對試驗,驗證了... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２時差法測量原理示意圖??Ｌ??

電晶體在沿該方向的兩個相對表面上就會分別出現(xiàn)等量并且異號的正電荷和負(fù)電荷。然??而當(dāng)撤除外部的作用力后，電荷也會隨之消失，這種因為外部作用力的存在而導(dǎo)致壓電??晶體表面出現(xiàn)正、負(fù)電荷的現(xiàn)象，稱為正壓電效應(yīng)，如圖１．４所示。反之，當(dāng)把壓電晶??體放在某一外電場中時，壓電晶體也會在沿著電場的方向上發(fā)生形變，把這種壓電晶體??因為外電場的作用而使產(chǎn)生形變的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)｜３％３＇如圖１．５所示。其中，??晶體形變前的狀態(tài)如圖中實現(xiàn)部分所示，晶體形變后的狀態(tài)如圖中虛線部分所示。??３??

—?Ｌ＿ｊ??圖１．４正壓電效應(yīng)不意圖??出―，？電??場??丄?Ｉ?Ｉ方??—Ｔ—?Ｈ￣￣「ｔＪ?向??Ｉ?Ｉ??圖１．５逆壓電效應(yīng)示意圖??在眾多具備壓電效應(yīng)的電介質(zhì)中，壓電陶瓷材料由于具備電聲效率高、功率容量大，??制作成本低，方便加工以及品種繁多等優(yōu)點，是目前超聲研究及應(yīng)用中極為常用的壓電??材料。此外，壓電陶瓷的穩(wěn)定性極好，其性能在很長的一段時間內(nèi)幾乎都不會發(fā)生明顯??變化；同時壓電陶瓷由于可以承受較大的應(yīng)力，因此它具有良好的耐壓特性［３２］。最為關(guān)??鍵的是由壓電陶瓷制成的換能器既能夠用作發(fā)射器，也能夠用作接收器，還能夠收發(fā)兼??用，特別適合于超聲檢測領(lǐng)域。本文后續(xù)所使用到的壓電換能器的壓電材料為ＰＺＴ５，??屬于壓電陶瓷的一種。??Ａ


本文編號：3017499