哪些因素会影响超声波换能器的回波频率

按照ZBY-231-84标准，超声波换能器的实际回波频率与标称频率的误差，不能超过正负10%，这在超声波探头的制作中是一个难以控制的指标。通过长期的实践摸索，浇铸探头背衬和粘接保护膜时，都会使裸晶片的回波频率下降，但起主要作用的是保护膜。

通常6.5MHZ的PZT-5裸晶片在粘接完保护膜后，其回波频率会降低到3.75MHZ左右，再浇铸背衬时，频率下降基木上在5%以内。但是对于3MHZ的PZT-5裸晶片，粘接同样材质、厚度的保护膜后，其回波频率可达到2.3-2.5MHZ。显然保护膜与晶片的相对厚度是影响探头回波频率的主要因素。

超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率，即超声波再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。超声波换能器要解决的技术问题是设计一种作用距离大、频带宽的超声波换能器。换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。

超声波换能器

压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器由8~16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。本发明的作用距离大于35m，频带宽度达到10kHz，能检测高速移动的远距离目标。

常用的材料有石英晶体、钛酸钡和锆钛酸铅。石英晶体的伸缩量太小，3000V电压才产生0.01um以下的变形。钛酸钡的压电效应比石英晶体大20-30倍，但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点，一般可用作超声波清洗，探伤和小功率超声波加工的换能器。