哪些因素會影響超聲波換能器的回波頻率

按照ZBY-231-84標準，超聲波換能器的實際回波頻率與標稱頻率的誤差，不能超過正負10%，這在超聲波探頭的制作中是一個難以控制的指標。通過長期的實踐摸索，澆鑄探頭背襯和粘接保護膜時，都會使裸晶片的回波頻率下降，但起主要作用的是保護膜。

通常6.5MHZ的PZT-5裸晶片在粘接完保護膜后，其回波頻率會降低到3.75MHZ左右，再澆鑄背襯時，頻率下降基木上在5%以內。但是對于3MHZ的PZT-5裸晶片，粘接同樣材質、厚度的保護膜后，其回波頻率可達到2.3-2.5MHZ。顯然保護膜與晶片的相對厚度是影響探頭回波頻率的主要因素。

超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉換成機械功率，即超聲波再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器要解決的技術問題是設計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。

超聲波換能器

壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8~16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達到10kHz，能檢測高速移動的遠距離目標。

常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。石英晶體的伸縮量太小，3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應比石英晶體大20-30倍，但效率和機械強度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點，一般可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。