超聲波傳感器的特性

（1）基本性能

超聲波傳感器既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。如果傳感器是理想的，那么在對(duì)樣品表面出現(xiàn)的位移進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，能夠同時(shí)檢測(cè)出橫向和縱向的分量，此外還能在整個(gè)頻譜內(nèi)將機(jī)械振動(dòng)以線性的關(guān)系轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，不僅如此，它所具有的靈敏度*，能夠?qū)ξ⑿〉奈灰七M(jìn)行探測(cè)?，F(xiàn)在使用的傳感器基本上都是壓電元件，其中接收靈敏性zui高的就是鋯鈦酸鉛；而鈮酸鋰具有的居里點(diǎn)達(dá)到了1200℃，所以，它通常被用來(lái)制作高溫傳感器，對(duì)超聲波傳感器來(lái)說(shuō)，其性能如下：

① 中心頻率：也就是壓電晶片所具有的共振頻率，如果在它兩端的交流電壓所具有的頻率與之相等，那么就會(huì)輸出zui大的能量，具有zui高的靈敏性；

② 溫度：對(duì)壓電類的材料來(lái)說(shuō)，它們都具有非常高的居里點(diǎn)，在進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，由于使用功率非常小，其工作時(shí)溫度不高，即使長(zhǎng)時(shí)間工作也不會(huì)發(fā)生失效，所以，不能在高溫下使用這類傳感器；

③ 靈敏度：它主要是晶片本身所具有的特點(diǎn)決定的，如果機(jī)電耦合具有較大的系數(shù)，那么它就具有相對(duì)較高的靈敏度，反之較低。

（2）選用的傳感器

使用超聲波檢測(cè)法zui大的好處就是不會(huì)受到電氣的影響，即便如此，由于現(xiàn)場(chǎng)存在諸如設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)和電暈聲，還有其他的一系列噪聲都會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響。所以，在選擇傳感器時(shí)，要考慮檢測(cè)頻帶的合理性，要求在對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使信噪比（S/N）盡可能的得到提升，這是此法的核心和關(guān)鍵。在分析局部放電所產(chǎn)生的聲譜后可以發(fā)現(xiàn)，能量zui豐富的就是低頻段，在傳播過(guò)程中，超聲波的衰減和頻率成正比。具體來(lái)說(shuō)，如果局部放電是在變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生的，那么在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)還存在大量的機(jī)械振動(dòng)和電氣噪聲，主要就是鐵芯所所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，頻率為100Hz；冷卻泵產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，頻率一般不足2kHz；由于散熱的風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，頻率一般不足4kHz；在傳輸線上存在電脈沖，其產(chǎn)生的噪聲頻率包括了9，18MHz等；周圍產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)以及人在大聲說(shuō)活過(guò)程中所形成的超聲波，其頻率通常不足40kHz。在利用超聲波檢測(cè)局部放電時(shí)，在上選擇的頻率標(biāo)準(zhǔn)主要就是20kHz-500kHz，而在國(guó)內(nèi)進(jìn)行研究時(shí)，選擇的頻率范圍集中在30kHz-300kHz。