壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料,與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于,構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因?yàn)樘沾墒蔷哂须S機(jī)取向晶粒的多晶聚集體,所以每個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性,壓電陶瓷必須在燒制后在強(qiáng)直流電場中極化,端面經(jīng)受多個(gè)電極,從而原始無序取向的極化矢量優(yōu)先取向于電場方向,電場消除后,極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強(qiáng)度,從而使陶瓷具有一定的壓力。
本文通過實(shí)驗(yàn)對(duì)壓電陶瓷超聲換能器在液體濃度中的不同體現(xiàn),進(jìn)行了記錄,具體情況,請(qǐng)聽天功測控小編娓娓道來。
由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點(diǎn),嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。壓電陶瓷換能器在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號(hào)通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部,經(jīng)過液體對(duì)信號(hào)的衰減,從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號(hào)。再通過聲衰減法的分析,有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序,超聲測量程序,脈沖控制程序,脈沖收發(fā)程序,ADC采集控制程序以及時(shí)鐘和報(bào)警程序。
實(shí)驗(yàn)中可以先對(duì)靜態(tài)液體進(jìn)行測量,利用超聲衰減法,分析接收端收集的信號(hào),進(jìn)行包絡(luò)等處理,結(jié)合信號(hào)傳播路徑(管道直徑)得出濃度信息。再對(duì)動(dòng)態(tài)液體進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量,信號(hào)傳播路徑要考慮到液體的流速,計(jì)算出大致路徑。