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阻抗分析儀上測(cè)量出來(lái)的超聲波換能器的頻率到底選哪一個(gè)（一）-[安布雷拉]

[點(diǎn)擊量：388][來(lái)源：安布雷拉超聲波 · 中國(guó)已服務(wù)中小企業(yè)8千家]

2024-06-14

        阻抗分析儀上測(cè)量出來(lái)的超聲波換能器的頻率到底選哪一個(gè)（一）
 
        啟發(fā)：某光科技公司開(kāi)發(fā)超聲波多普勒流速儀時(shí)進(jìn)行的討論
 
專(zhuān)業(yè)知識(shí)：
一、換能器的6個(gè)諧振頻率
1.串聯(lián)諧振頻率
2.并聯(lián)諧振頻率
3.共振頻率
4.反共振頻率
5.最大導(dǎo)納頻率
6.最小導(dǎo)納頻率
在一般換能器里面，
可以把串聯(lián)諧振頻率，共振頻率，最大導(dǎo)納頻率看成一個(gè)頻率接近的點(diǎn)。就是阻抗最小的頻率點(diǎn)。
把并聯(lián)諧振頻率，反共振頻率，最小導(dǎo)納頻率看成一個(gè)頻率接近的點(diǎn)，就是阻抗最大的點(diǎn)的頻率。
提示：這里說(shuō)的是“頻率接近”的點(diǎn)，并不是說(shuō)頻率是一模一樣的。
 
二、換能器的阻抗
換能器的阻抗一般指的是最小阻抗。就是在諧振狀態(tài)下的等效阻抗，一般可以用阻抗分析儀測(cè)試得到。
 
三、換能器的電容
換能器的電容是自由電容。自由電容 = 靜態(tài)電容+動(dòng)態(tài)電容。一般可以用萬(wàn)用表測(cè)試得到?；蛘哂米杩狗治鰞x測(cè)試得到。
 
四、換能器的Q值
Q值它是表征電或機(jī)械系統(tǒng)阻尼大小和諧振曲線尖銳程度的一個(gè)度量。 值常用來(lái)描述單諧振動(dòng)系統(tǒng)的瞬態(tài)特性。比如用一個(gè)正弦填充的脈沖（其頻率為振動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率）激勵(lì)時(shí)，欲使脈沖上升到穩(wěn)態(tài)值的96%時(shí)，則需要幾個(gè)周期的時(shí)間，而截止時(shí)，使脈沖下降到穩(wěn)態(tài)值4%時(shí)，也需要幾個(gè)周期的時(shí)間。
 
 
 
1.阻抗分析儀測(cè)量的導(dǎo)納曲線圖上，有紅色和藍(lán)色兩根線，分別代表什么意思？
答：在下面的圖片中，
左邊曲線：橫坐標(biāo)-導(dǎo)納實(shí)部G，縱坐標(biāo)-導(dǎo)納虛部B；
右邊曲線：紅色線-導(dǎo)納實(shí)部G，藍(lán)色線-導(dǎo)納虛部B，橫坐標(biāo)--頻率，縱坐標(biāo)-導(dǎo)納。
作為判斷換能器的諧振頻率點(diǎn)選擇，是看紅色的線。
紅色的線越高，代表阻抗越??；
紅色的線越低，代表阻抗越大；阻抗最大的位置也就是縱坐標(biāo)的零點(diǎn)，不會(huì)更低了。
 
 
2.紅色線的最高峰表示啥意思？
紅色線的最高峰是串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)，也叫做“共振頻率”。
在這一點(diǎn)上，換能器的阻抗最小，用來(lái)發(fā)射，信號(hào)最強(qiáng)。
在下圖中有個(gè)“諧振頻率Fs”，就是對(duì)應(yīng)這一點(diǎn)，是1980000Hz，就是1980KHz。
哪些應(yīng)用會(huì)用這個(gè)點(diǎn)呢，比如：超聲波焊接，超聲波清洗這種只發(fā)射，不接收的超聲波應(yīng)用。
提示：我們的換能器出廠，不是用下圖的“諧振頻率Fs”作為換能器的頻率的。
 
 
 
3.紅色線跟橫坐標(biāo)接觸的位置，也就是零點(diǎn)位置是表示啥意思？
在這個(gè)零點(diǎn)位置，是并聯(lián)諧振頻率。
在這一點(diǎn)上，換能器阻抗最大，用來(lái)接收，信號(hào)最強(qiáng)。
在下圖中大約是2375000Hz，就是2375KHz。
哪些應(yīng)用會(huì)用這個(gè)點(diǎn)呢？比如：作為接收用的換能器，只接收不發(fā)射。
提示：這個(gè)點(diǎn)跟阻抗分析儀測(cè)量出來(lái)的“反諧振頻率Fp”不是同一個(gè)頻率。
兩者頻率有一點(diǎn)差別。
 
 
 
4.換能器出廠，選擇哪個(gè)點(diǎn)作為“反諧振頻率點(diǎn)”？
換能器出廠是選擇阻抗分析儀測(cè)量出來(lái)的“反諧振頻率Fp”。
在下圖中是2180000Hz，也就是2180KHz。
 
提示：一般是選用阻抗分析儀測(cè)量出來(lái)的“反諧振頻率Fp”作為反諧振頻率點(diǎn)。
 
 
5.作為換能器出廠，選擇哪個(gè)頻率點(diǎn)為諧振頻率點(diǎn)？
因?yàn)樵诂F(xiàn)有換能器中，是既發(fā)射又接收的，那么發(fā)射和接收綜合起來(lái)最強(qiáng)的點(diǎn)是在“串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)”和“并聯(lián)諧振頻率點(diǎn)”之間的那個(gè)點(diǎn)。
這個(gè)點(diǎn)的頻率也就是
(2180000Hz-1980000Hz)÷2=100000Hz=100KHz
1980000Hz+100000Hz=2080000Hz=2180000Hz
 
 
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