超聲波換能器驅(qū)動(dòng)原理

超聲波換能器的發(fā)射驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，換能器的驅(qū)動(dòng)電壓只要不高于換能器的額定電壓都可以。換能器的額定電壓可以用1mm厚度的陶瓷，片200Vpp來(lái)計(jì)算。當(dāng)然考慮材料的機(jī)械疲勞。我們一般不建議用太高的電壓驅(qū)動(dòng)。對(duì)換能器來(lái)說(shuō)，在額定電壓范圍內(nèi)，電壓越高，輸出的聲壓越強(qiáng)。能測(cè)的距離也就越遠(yuǎn)。實(shí)際使用過(guò)程中，并不是信號(hào)越強(qiáng)越好。因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)了，旁瓣的信號(hào)也強(qiáng)，旁邊的障礙物的反射信號(hào)也強(qiáng)，很容易干擾到信號(hào)設(shè)備。下面是筆者畫(huà)的測(cè)距系統(tǒng)框圖和筆者常用的發(fā)射電路。

1、超聲波測(cè)距產(chǎn)品系統(tǒng)框圖。

2、單邊推動(dòng)的發(fā)射電路

3、推挽驅(qū)動(dòng)的發(fā)射電路

在超聲波發(fā)射的時(shí)候，經(jīng)常有人會(huì)問(wèn)匹的問(wèn)題。匹配一般來(lái)說(shuō)就是兩個(gè)：一 是變壓器 和換能器的匹配。二是加電感和換能器的電容進(jìn)行匹配。

換能器的阻抗一般都比較大，一 般在幾百歐姆到幾K歐姆 。所以變壓器的輸出是比較容易匹配的。而且測(cè)距換能器是脈沖驅(qū)動(dòng)，所以一般對(duì)變壓器的要求不高。變壓器的匝數(shù)，初級(jí)看輸入電壓，- 般1V的電壓對(duì)應(yīng)0.8匝的。匝數(shù)比用10~ 15倍就可以。

換能器：是容性負(fù)載，如果不加電感做匹配，會(huì)有一些介電損耗 。不過(guò)因?yàn)閯t距換能器一般帶寬比較寬 ，筆者不建議用電感做匹配，這樣你的電路可以直接使用不同頻率的換能器。如果是單一頻率的產(chǎn)品， 并且換能器的Q值比較高的。還是可以加一個(gè)，電感里的經(jīng)驗(yàn)公式：

1.5*f0 *2*3.14*sqrt（L*C）= 1 fo江作頻率

sqrt：開(kāi)根號(hào)

L：串聯(lián)匹酌電感

C：換能器的自由電容（可以直接用萬(wàn)用表測(cè)得）

超聲波換能器故障處理技巧

一、換能器振子打火：陶瓷材料碎裂，可以用肉眼和兆歐表結(jié)合檢查，一般作為應(yīng)急處理的措施，可以把個(gè)別損壞的振子斷開(kāi)，不會(huì)影響到別的振子正常使用。

二、超聲波振子受潮：可以用兆歐表檢查與換能器相連接的插頭，檢查絕緣電阻值就可以判定基本情況，一般要求絕緣電阻大于5兆歐以上。假如達(dá)不到這個(gè)絕緣電阻值，一般是換能器受潮，可以把換能器整體放進(jìn)烘箱設(shè)定100℃ 左右烘干3小時(shí)或者使用電吹風(fēng)去潮至阻值正常為止。

三、換能器脫膠：換能器是采用膠結(jié)，螺釘緊固雙重保證工藝，在一般情況下會(huì)泛起這種情況；一般換能器滿負(fù)荷使用10年可能會(huì)泛起振動(dòng)面穿孔的情況。
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