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超声波液位计的探头是产生超声波并接收其回波的传感器。 它也被称为换能器，因为它可以将电能转换为声能，也可以将声能转换为电能。 超声波由高频电脉冲产生，激发超声探头电容式液位计结构，反射的超声能量由探头转换成电压信号。 超声波液位计探头中的压电陶瓷具有压电效应，实现电声能量最常见的方式是使用超声波探头。 为了更好地了解超声波液位计探头，本文拟就超声波液位计探头的组成结构及其六大性能指标介绍如下。

一体化超声波液位计

一、超声波液位计探头结构及作用

如下图所示，超声波液位计探头的结构主要由压电陶瓷、匹配层、阻尼块、保护膜、套管和高频电缆组成。

1、压电陶瓷：压电陶瓷是探头的核心部件。 它的作用是发射和接收超声波，其性能的好坏直接影响探头的好坏。 陶瓷片两面镀银层作为电极，目的是使供给陶瓷片的电压均匀，陶瓷片上的电极接火线引出电路，地线口底面上的连接到电路的公共点，形成一个环路。

超声波液位计探头结构图

2、高频电缆：超声波液位计的探头需要通过高频电缆连接到超声波驱动电路板上。 这种特殊的高频电缆具有屏蔽超声波探头的驱动脉冲和回波免受外界各种干扰噪声的能力。 信号干扰的作用。

3、匹配层：超声波液位计探头的匹配层可以匹配探头与工作负载之间的声阻抗，有效拓宽探头的工作频带，进一步提高超声波分辨率和工作适应性。

4、阻尼块：由一些阻尼材料制成，粘附在压电陶瓷背面电容式液位计结构，主要起到吸收压电陶瓷背面的超声波以降低噪声的作用。

5、外壳：探头的外壳由塑料制成，主要起固定和保护整个探头元件的作用。

6、保护膜：保护膜必须满足耐磨性好、强度高、材料声衰减小、传声性能好、厚度合适等要求，以保护压电陶瓷和电极，防止磨损和损坏。

二、超声波液位计探头6大性能指标

超声波液位计的探头作为超声波液位计的关键部件，直接影响发射超声波的强弱、接收回波信号的强弱以及液位计的量程，直接决定是否超声波液位计可以正常工作。 踏实工作。 超声波液位计探头的主要性能指标如下：工作频率、灵敏度、品质因数、频率响应、电阻抗、方向特性等，各性能指标介绍如下：

1、灵敏度：灵敏度是指超声回波经探头转换后输出的回波信号电压的峰峰值与施加在探头上的驱动脉冲电压的峰峰值之比。 灵敏度是衡量超声波探头电能和声能相互转换效率的指标。

极微分体式超声波液位计及其探头

2、工作频率f：超声波液位计探头的工作频率由压电陶瓷的谐振频率，即探头发射的超声波的频率决定。 超声波液位计探头在此频率下工作，输出能量最大，传播距离最远。

3、频率响应：超声波液位计探头的频率响应是指反射物体，探头接收到的回波信号的频率特性，超声波液位计探头的频谱可以用频率分析仪测量，所以以获得中心频率、带宽等参数。

4、品质因数Q：超声波液位计探头的品质因数Q是由电路部分的品质因数和机械部分的品质因数综合决定的。

5、方向特性：主瓣的尖锐程度决定了超声波探测区域的范围，因此方向特性直接决定了超声波液位计的工作范围和量程。 主瓣角是超声方向特性中最重要的指标。 超声波的频率越高，主瓣角越小，超声探头的能量越集中，声速范围越窄。 如下所示：

锐角和波束宽度

6、阻抗特性：由于超声波液位计探头的特性，要求与驱动电压实现阻抗匹配，已达到最理想的驱动能量和回波接收信号。

在实际应用过程中，对探头的最大测试范围、最小测试范围（盲区）和发射角（方向性张角）的要求各不相同。 选择超声波液位计时，需要综合考虑。 对各项性能指标的参数都是在权衡探头的结构、频率、辐射面和外形尺寸后选择的，尽可能满足实际工况的要求。