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超声波传感器的特性
点击次数:920 发布时间:2017-12-16

超声波传感器的特性

(1)基本性能

超声波传感器既可以发射超声波,也可以接收超声波。如果传感器是理想的,那么在对样品表面出现的位移进行检测时,能够同时检测出横向和纵向的分量,此外还能在整个频谱内将机械振动以线性的关系转换为电信号,不仅如此,它所具有的灵敏度极高,能够对微小的位移进行探测。现在使用的传感器基本上都是压电元件,其中接收灵敏性zui高的就是锆钛酸铅;而铌酸锂具有的居里点达到了1200℃,所以,它通常被用来制作高温传感器,对超声波传感器来说,其性能如下:

 

① 中心频率:也就是压电晶片所具有的共振频率,如果在它两端的交流电压所具有的频率与之相等,那么就会输出zui大的能量,具有zui高的灵敏性;

 

② 温度:对压电类的材料来说,它们都具有非常高的居里点,在进行超声波检测时,由于使用功率非常小,其工作时温度不高,即使长时间工作也不会发生失效,所以,不能在高温下使用这类传感器;

 

③ 灵敏度:它主要是晶片本身所具有的特点决定的,如果机电耦合具有较大的系数,那么它就具有相对较高的灵敏度,反之较低。

 

(2)选用的传感器

 

使用超声波检测法zui大的好处就是不会受到电气的影响,即便如此,由于现场存在诸如设备的机械振动和电晕声,还有其他的一系列噪声都会对检测的结果产生影响。所以,在选择传感器时,要考虑检测频带的合理性,要求在对信号进行检测时,使信噪比(S/N)尽可能的得到提升,这是此法的核心和关键。在分析局部放电所产生的声谱后可以发现,能量zui丰富的就是低频段,在传播过程中,超声波的衰减和频率成正比。具体来说,如果局部放电是在变压器的内部产生的,那么在运行现场还存在大量的机械振动和电气噪声,主要就是铁芯所所产生的振动噪声,频率为100Hz;冷却泵产生的振动噪声,频率一般不足2kHz;由于散热的风扇产生的振动噪声,频率一般不足4kHz;在传输线上存在电脉冲,其产生的噪声频率包括了9,18MHz等;周围产生的机械振动以及人在大声说活过程中所形成的超声波,其频率通常不足40kHz。在利用超声波检测局部放电时,在国际上选择的频率标准主要就是20kHz-500kHz,而在国内进行研究时,选择的频率范围集中在30kHz-300kHz。

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