壓電陶瓷換能器在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的重要功能。把壓電陶瓷換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號(hào)通過(guò)發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過(guò)液體對(duì)信號(hào)的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號(hào)。再通過(guò)聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序，超聲測(cè)量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時(shí)鐘和報(bào)警程序。

在簡(jiǎn)單情況下，壓電材料受到與極化方向一致的應(yīng)力F時(shí)，在極化方向上產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度E，它們之間有一簡(jiǎn)單的線性關(guān)系E=gF；反之，當(dāng)與極化方向一致的外加電壓U加在壓電材料時(shí)，材料的伸縮形變S與電壓U也有線性關(guān)系S=dU。比例常數(shù)g、d稱為壓電常數(shù)，與材料性質(zhì)有關(guān)。由于E、S、F、U之間具有簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，因此我們就可以將正弦交流電信號(hào)轉(zhuǎn)變成壓電材料縱向長(zhǎng)度的伸縮，成為聲波的來(lái)源；同樣也可以使聲壓變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓瘉?lái)接收聲信號(hào)。

壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。這種換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高，原材料價(jià)格便宜，制作方便，也不容易老化。石英晶體的伸縮量太小，3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應(yīng)比石英晶體大20-30倍，但效率和機(jī)械強(qiáng)度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點(diǎn)，可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。