确定超声波清洗器换能器工作特性,应从使用方(即超声水表)需求出发,规定相关性能指标。
1) 固有频率
所谓固有频率,是将换能器视为一个弹性振动系统,并由该系统的等效质量、等效刚度等决定的自由振荡频率。在水介质中工作的换能器,其固有频率在1 ~5MHz 之间,超出此范围的超声波不适合超声水表使用。通常应将工作频率 f0作为固有频率的设计目标值。
2) 频率稳定性与批频率特性分散性
昆山舒美超声仪器有限公司的换能器固有频率应长期不变,这样才能使超声波发射和接收特性在寿命期内处于稳定可靠状态,因此需要规定换能器固有频率的稳定性指标。每批换能器制造完成后,因工艺和材料上的差异会导致换能器固有频率出现一定的分散性。批频率特性通常符合正态分布规律,高质量的制造技术可以使换能器固有频率批分布曲线比较尖锐,反之则较平坦。
3) 接收换能器输出幅值与长期工作稳定性
换能器接收到超声波信号时,其输出电压幅值与长期工作稳定性是一项影响水表测量准确性的关键技术指标。接收换能器输出幅值可用测得电压的峰峰值(Vp - p )表征;换能器长期工作稳定性可在相同条件下每隔一段时间(如 1 小时、1 天、1 周或 1 月)测量接收
换能器输出电压幅值,并根据其变化进行稳定性评价。
4) 抗环境影响能力
昆山舒美超声换能器工作环境比较恶劣,除了其工作面长期浸泡在水中外,大部分外壳与超声水表测量管连接,且需连续工作多年,为此换能器必须具有强大的抗环境影响能力。
a. 气候环境影响:主要评价换能器耐受环境温度、湿度和大气压等变化的能力,试验项目主要有高低温、交变湿热等。
b. 电磁环境影响:主要评价换能器耐受交变电磁场(如工频、射频等)、静电放电、脉冲群等影响的能力。试验项目主要有电磁敏感性、静电放电、脉冲群、浪涌抗扰度等。
c. 机械环境影响:在安装和使用过程中,换能器都会受到机械振动和冲击影响,因此需要进行机械环境影响评估。主要试验项目有机械冲击和振动(随机)等。