超声波换能器的方向特性 二十九

④换能器的阻抗特性：根据换能器的等效机电六端网络图，每一端具有一定的特性阻抗。所以，一方面换能器与发射电路（或接收电路）末级电阻应该匹配；另一方面换能器应该与辐射声负载（或接收声负载）匹配。

⑤换能器的方向特性：一个发射或接收声波换能器，其尺寸和所在介质中的声波波长可相比拟时，它发射声能是集中在某些方向上的，即具有一定的扩散角式中，为超声波波长（与频率成反比），D 为换能器直径，所以频率越高，扩散角越小。但是，超声波在传播过程中，散射衰减系数和吸收衰减系数分别与频率的4 次方和2 次方成正比，因此超声波的频率不能太高。

⑥换能器的频率特性：所谓频率特性就是换能器的主要参数，如功率、声压、阻抗和灵敏度等随频率变化的特性。在接收换能器中宽频带可获得窄脉冲、短余振时间波形，获得极高的纵向分辨率。

为了提高探头发射超声波的效率，常在晶片背面装上阻尼块以增大晶片的振动阻尼，并吸收晶片背面发出的超声波；同时，为了保证声能损失小、方向性强，必须把压电材料封装在声楔中，声楔应具有良好的透声性能，常用有机玻璃制成。在一般工业领域，通常接收和发射的传感器使用完全相同的材料，做成完全一样的结构，可以互换使用或进行双向收发[15]，这样不仅可以降低成本，而且在一定程度上减小了测量误差。