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超声式物位传感器详解

dadaenv123

2011/12/05

其他仪器综合讨论

各种介质对声波的传播都呈现一定的阻抗，声阻抗与介质的密度及弹性有关，一般液体

的声阻抗比空气的大两千多倍，金属的声阻抗比水的又大十多倍到几十倍。

声波作用到两种介质的分界面上时，如果这两种介质的声阻抗相差很大，就会从分界面

上反射回来，只剩一小部分能透过分界面继续传播。如果用代表透射系数，用β代表反射系

数，它们和两种介质的声阻抗之比，m存在下列关系:

无论声波是从阻抗高的介质向阻抗低的介质传送，或按相反方向传送，a和β的关系式

都一样.只有m=1时，即在两种声阻抗相等的介质之间，相互传播才能完全透过.这种情况

下a=100%，β=0.

利用这一规律可构成两类液位传感器，即透射式和反射式，下面将分别列举典型产品以

说明其工作原理。

无论透射式或反射式，产生超声波的换能器和接收超声波的换能器都是利用压电元件

构成的，压电元件几乎全采用错钦酸铅(即 PZT)压电陶瓷.发射超声波时利用逆压电效应.

接收超声波时利用正压电效应.发射和接收这两个换能器的构造是一样的，只是工作任务不

同。

超声换能器的设计属于专门问题，在此不可能深人探讨，只从物位检测方面的应用介绍

工作原理及特点。

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