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。