超聲波液位計的（de）結構組成
超聲波液位計（jì）的探頭是產生超聲波和接收其回波的一種傳感器，由於其能將電能轉換成（chéng）聲能，也能將聲能轉（zhuǎn）換成電能，所以又稱為換能器。
超聲波是由高頻電脈衝激勵超聲探頭而產生的，反射回來的超聲能量又被探頭轉換為電壓（yā）信號。
超（chāo）聲波液（yè）位計探頭裏的壓電陶瓷具有壓電效應，實現電聲能量*常用（yòng）的方法就是利用超聲波探頭加以（yǐ）實現。
為（wéi）更好地理解超聲（shēng）波液位計的探頭，本文擬就超聲（shēng）波液（yè）位計探頭的組成結構及其（qí）6大性能指標介紹如下:
一、超聲波液（yè）位（wèi）計探頭結構及作用
如上圖所示，超聲波液位（wèi）計探頭（tóu）的結構主要由壓電陶瓷、高頻電纜線、匹配層、阻尼塊、外殼、保護膜等（děng）部分組成。
1 壓電陶瓷
壓電陶瓷是探頭的（de）核心元件，它的作用（yòng）是發射和接收超聲波，其（qí）性能好壞（huài）直接影（yǐng）響到探頭的質量。
陶瓷兩麵敷有作為電*的銀層，目的是使（shǐ）供給陶瓷片的電壓均勻。陶（táo）瓷片上電*接火線引至電路，底麵則接地（dì）線（xiàn）口與電路的公共點相接以便形成回路。
2 高頻電纜線
超聲波液位計的探頭需要通過高頻電纜線與超聲波驅動電路板進行連（lián）接（jiē），這種專用的高頻電（diàn）纜線具有屏蔽外部各種幹擾噪聲等對（duì）超聲波液位計探頭的驅（qū）動脈衝（chōng）和回波信號幹擾的作用。
3 匹配層
超聲波液位計探頭的匹配層能（néng）夠在探頭與工作負載之間（jiān）起到匹配聲阻抗的作用，可以有效拓寬探頭的工作頻帶，進一步提（tí）高超聲波液位計的分辨（biàn）率和工作適應能力。
4 阻尼塊
阻尼（ní）塊由一些阻尼材料（liào）配置而成，粘附在壓電陶瓷（cí）後麵，主要起到吸（xī）收壓（yā）電陶瓷背麵的超聲波，以減少噪聲的作用。
5 外（wài）殼
探頭的外殼（ké）體由塑料製成，主要有固定和（hé）保護整個探頭元件的作用。
6 保護膜
保護膜必須（xū）滿足耐磨性能好、強度高、材質聲衰減小、透聲性（xìng）能好、厚度（dù）合適（shì）的要（yào）求，以（yǐ）達到（dào）保護壓電陶瓷（cí）和電*，防止磨損和碰壞的作（zuò）用。
二、超聲波液位計（jì）探（tàn）頭6大性（xìng）能指（zhǐ）標
探頭作為組成超聲（shēng）波液（yè）位計的（de）關鍵部件，其性能好壞直接影響著發射超聲波的強度、接收的回波信號的強度、物位計量程，並且直接決定著超（chāo）聲波液位計能否正常穩定地工作。
超聲波液位計探頭的主（zhǔ）要性（xìng）能指標有以下６種：靈（líng）敏度、工作頻率（lǜ）f、頻率響應、品質因素Q、方向特性、阻抗特性等。
1 靈敏（mǐn）度
靈敏度（dù）是指超（chāo）聲波回波經探頭轉換（huàn）後輸出的回波（bō）信號電壓的峰峰值*和施加在（zài）探（tàn）頭上的驅動脈（mò）衝電壓（yā）的峰峰值的比值。
靈敏度是衡量超（chāo）聲波液位計探頭電能和聲能（néng）相（xiàng）互轉換效率的一種度量。
*峰峰值：指一（yī）個周期（qī）內信號*高值和*低值之間差的值，就是*大和*小之間的範圍。
2 工作頻率 f
超聲波液位計探頭的工作（zuò）頻率是由壓電陶瓷（cí）的諧振頻率，也就是探頭發射的超聲波的頻率（lǜ）所決定的。
探頭工（gōng）作在此頻率（lǜ）下輸出（chū）的能量*大，傳播距離也*遠。
3 頻率響應
超聲波液位計探頭的頻率響應是指某一反射物體，探頭收到回波信號的頻率特（tè）性。探頭的頻譜圖可（kě）以通過頻（pín）率分（fèn）析儀測得，從而（ér）得到中心頻率、帶寬（kuān）等參數。
4 品質因素 Q
超聲波液位計探頭的品質因素（sù）Q由電路部分（fèn）的品質因素和機械部分的品質因素綜合決定。
5 方向特性
主瓣的尖銳（ruì）程度決定著超聲波探索區域範圍，因此方向特性直（zhí）接決定著超聲波液位計（jì）的工作範圍和量程。
主瓣角是超聲波（bō）方向特性（xìng）中*重要的指標，超聲波的頻率越高，主瓣角越小，超聲波液位（wèi）計探頭的生能越集中，其（qí）聲速範圍也（yě）越窄（zhǎi）。
6 阻抗特性
由於（yú）超聲波液位計探頭的特（tè）性，要求其與（yǔ）驅動電壓之間實（shí）現（xiàn）阻抗匹配，已達到*理想的驅動能量和（hé）回波（bō）接收信（xìn）號（hào）。
在實際應用過程中，對探頭的*大測試量程、*小測試量程（盲區）和發射（shè）角（指向性開角）要求各不相同。因（yīn）此，超聲波液位計在選型時，需要結合具體工況和各個技術參數，對（duì）探頭的結（jié）構（gòu）、頻率、輻射麵以及外部尺寸綜合權衡後，再進行選（xuǎn）擇，以盡量滿足實際工況的要（yào）求。
上一篇：超聲波液位計波動大故障原因與處理
下一篇：什麽是超聲（shēng）波液位計（jì）的（de）盲區