超声波流量计芯片的原理探讨   二十六 

3．2．1 压电型超声波换能器工作原理

压电型超声波换能器是借助压电晶体的谐振来工作的，即晶体的压电效应和逆压电效应。超声波发生器是一个超声频电子振荡器，当把振荡器产生的超声频电压加到超声换能器的压电晶体上时，压电晶体组件就在电场作用上产生纵运动。压电组件振荡时，仿佛一个小活塞，其振幅很小，约(1—10)u m，但这种振动的加速度很大，丝J(10～103)g，这样就可以把电磁振荡能量转化为机械振动能量，若这种能量沿一定方向传播出去，就形成超声波。当在超声换能器的两电极施加脉冲信号时，压电晶片就会发生共振，并带动谐振子振动，并推动周围介质振动，从而产生超声波。相反，电极间未加电压，则当共振板接收到回波信号时，由逆压电效应，将压迫两压电晶片振动，从而将机械能转换为电信号，此时的换能器就成了超声波接收器。在一般工业领域，通常接收和发射的换能器使用完全相同的材料，做成完全一样的结构，只需外电路加一个转换开关就可以互换使用或进行双向收发。