聲波是一種機(jī)械波。聲的發(fā)生是由于發(fā)聲物體的機(jī)械振動(dòng)引起周圍彈性介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn) 的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)的傳播，這就是聲波。聲波 的頻率高低不同，頻率超過(guò) 20000HZ 的叫超 聲波，而頻率低于 20Hz 的叫次聲波。超聲波 的頻率最高可達(dá) 1011Hz。超聲波傳感器是近 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型傳感器，可廣泛應(yīng)用于 非接觸性測(cè)量的場(chǎng)合，如液體界面檢測(cè)、流 量測(cè)量，水下作業(yè)、煤煙濃度、積雪厚度監(jiān) 測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。
超聲波的發(fā)生 超聲波是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的。超聲波發(fā)生器主要是電聲型，它是將電磁能轉(zhuǎn)換 成機(jī)械能。其結(jié)構(gòu)分為兩部分：一部分是產(chǎn) 生高頻電流或電壓的電源；另一部分是換能 器，他的作用是將電磁振蕩變換成機(jī)械振蕩 而產(chǎn)生超聲波。壓電式換能器：某些晶體受到外力作用 發(fā)生形變時(shí)，在它的表面上會(huì)出現(xiàn)電荷，這
種效應(yīng)稱之為壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的晶體稱為壓電晶體。
壓電效應(yīng)是可逆的，逆壓電效應(yīng)就是在 晶體切片的兩對(duì)面上加交變電場(chǎng)（或電壓），晶體切片就產(chǎn)生伸長(zhǎng)與縮短現(xiàn)象，這種現(xiàn)象 叫電致伸縮。而壓電式換能器就是利用電致伸縮現(xiàn)象 制成的，在壓電材料切片上施加交變電壓， 使它產(chǎn)生電致伸縮振動(dòng)而產(chǎn)生超聲波。根據(jù) 共振原理，當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的 固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振，這時(shí)產(chǎn)生的超聲波 最強(qiáng)。
超聲波的接收 在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生一定的頻率和強(qiáng)度的超聲波發(fā)生器以外，還需要 能接收超聲波的接收器。壓電式超聲波接收 器是利用正壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波 作用到壓電晶片上時(shí)，使晶片伸縮，在晶片 上的兩個(gè)界面上變產(chǎn)生交變電荷。這種電荷 先被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)過(guò)放大后送到測(cè)量電路， 最后記錄或顯示出結(jié)果。他的結(jié)構(gòu)和超聲波 發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用同一個(gè)換能器兼 作發(fā)生器和接收器兩種用途。秦山二廠的超 聲波液位計(jì)探頭采用的就是同一個(gè)壓電換能 器，兼作發(fā)生器和接收器兩種功能。
超聲波液位計(jì)主管道液位測(cè)量中的應(yīng)用物位檢測(cè)面臨的對(duì)象不同，檢測(cè)條件和 檢測(cè)環(huán)境也不相同，檢測(cè)方法很多，歸納起 來(lái)主要有直讀式、靜壓式、浮力式、聲學(xué)式、光學(xué)式等幾種。其中超聲波物位傳感器屬于 聲學(xué)式的一種，利用超聲波在兩種介質(zhì)的分 界面上的反射特性而制成的。超聲波液位測(cè) 量有許多優(yōu)點(diǎn)：它不僅能夠定點(diǎn)和連續(xù)測(cè)液位 ,而且能方便地提供遙測(cè)或遙控所需的信號(hào)。 與其他測(cè)位技術(shù)相比，它不需要特別防護(hù)， 安裝和維護(hù)較方便，而且結(jié)構(gòu)、方法都較簡(jiǎn)單。
超聲波液位測(cè)量的方法有很多，如脈沖 回波法、共振法、頻差法以及聲衰減法。其 中應(yīng)用最廣泛的是脈沖回波法。它的基本工 作原理是：超聲換能器由脈沖激勵(lì)信號(hào)發(fā)出 超聲波，聲波在介質(zhì)中傳播到達(dá)液面時(shí)，經(jīng)液面反射形成發(fā)射波，再經(jīng)介質(zhì)傳播返回到 換能器，換能器把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由 二次儀表測(cè)出超聲波從發(fā)射到接收所需的時(shí) 間，再根據(jù)介質(zhì)中超聲波傳播速度和換能器 的安裝高度，就可計(jì)算液位高度。
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分體式電磁流量計(jì)測(cè)量原理及特點(diǎn)
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分體式超聲波明渠流量計(jì)的應(yīng)用