基于COMSOL的声表面波标签仿真

以有限元法为基础,利用有限元软件COMSOL对声表面波标签进行仿真。声表面波标签的基片材料为铌酸锂压电单晶,叉指换能器与反射栅采用金属铝电极。通过频率特性仿真,提取了标签的谐振频率和反谐振频率,分析了叉指换能器金属电极对谐振频率的影响,获得了标签的幅频特性曲线。通过回波特性仿真,研究了不同反射栅编码对应的回波脉冲,分析了反射栅金属电极对回波脉冲的影响。     

基于ANSYS的压电陶瓷晶片PZT仿真分析

电力支柱瓷绝缘子超声波检测对预防和检测绝缘子裂纹和断裂起到重要作用,换能器是超声波检测的基础元件,而换能器的核心部件是压电陶瓷晶片,其性能直接影响到检测结果。该文研究针对有限元法和传统解析法在压电陶瓷晶片特性分析中的不足,采用ANSYS有限元分析软件对压电陶瓷锆钛酸铝(PZT)晶片进行特性分析,基于ANSYS的电-结构耦合场模型,对超声波换能器的矩形压电晶片进行静态、模态、谐响应和瞬态分析。通过模态分析和谐响应分析可得到晶片的一阶纵向振动和二阶弯曲振动的固有频率、振型及频率位移响应及影响因素等信息,研究结果对提高超声辐射功率及超声换能器的性能有一定的理论指导和工程应用价值。     

pH值对铌酸锂晶片抛光速率及抛光表面的影响

采用化学机械抛光方法,自制碱性抛光液对铌酸锂晶片进行抛光,通过试验得出适宜铌酸锂晶片抛光的pH值,配合压力、流量等外界参数可以得到较高的表面质量和较快抛光速率.分析了铌酸锂晶片在碱性条件下的去除机理和抛光液的pH值及抛光液中各个组分对抛光速率和表面质量的影响.     

AlN压电薄膜换能器性能的仿真研究

在压电换能器的制作中,电极对其谐振和反谐振频率、机电耦合系数及品质因数等重要性能有着直接的影响。该文针对AlN压电薄膜复合结构,采用COMSOL Multiphysics有限元软件对电极-AlN-不锈钢结构的三维模型进行了压电-结构耦合分析。基于此模型,通过改变电极厚度、材料及压电层的介电和机械损耗等参数,来研究换能器的性能参数变化,研究结果对后续以不锈钢为基底的压电超声换能器的制作起到了一定的理论指导作用。     

NIR-AOTF超声换能器频率特性的研究

随着短波近红外声光可调滤波器(NIR-AOTF)光谱成像分析仪在近红外光谱波段的广泛应用,对NIR-AOTF的光谱带宽及衍射效率提出了更高的要求。超声换能器作为NIR-AOTF的核心部件,其3dB工作带宽决定AOTF的光谱衍射范围,故改变铌酸锂各个镀膜厚度来提高换能器3dB损耗工作带宽。通过对换能器进行频率特性分析,得到换能器的损耗及阻抗频率特性,设计优化匹配网络,提高光谱衍射效率。     

雨量传感器用压电换能器设计仿真研究

为突破压电式雨量传感器在小雨滴粒径方面的检测精度,该文提出了一种新型的换能器设计结构。 在传统换能器结构四周增加压电双晶片的外围结构,通过 ANSYS瞬态分析法分别对中心弧形结构、外围压电双晶片、压电纤维复合材料及压电纤维复合材料双晶片等结构在不同冲击位置的电压进行仿真分析,同时对压电纤维复合材料双晶片因不同水膜厚度引起的阻抗特性进行仿真分析,最后验证了仿真结构的有效性。结果表明,该研究对于新型雨量传感器提高雨滴检测的灵敏度,实现新型雨量传感器关键技术突破起到了一定支撑作用。     

激光烧结制备铌酸锂陶瓷研究

采用激光烧结制备铌酸锂陶瓷的研究.采用CO2激光直接辐照铌酸锂陶瓷素坯,激光功率为150 W,烧结温度为980 ℃左右.与采用传统固相反应烧结技术制备的铌酸锂陶瓷相比,激光烧结制备的铌酸锂陶瓷相对介电常数降低、易于极化、压电常数d33为6 pC/N.通过X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱表征,分析了激光烧结铌酸锂陶瓷的物相、显微结构和性能改变的机理.     

基于COMSOL的声表面波器件三维结构仿真

基于铌酸锂基底的声表面波传感器电极材料设计,采用COMSOL Multiphysics仿真分析软件对声表面波传感器单对叉指进行三维建模,并进行固体力学和静电学物理场的有限元仿真分析。结果表明,不同电极材料和厚度对其反对称模态频率、对称模态频率、导纳特性曲线及阻抗特性曲线的影响较大,且通过改变电极材料的厚度有效抑制寄生谐振为进一步的研究提供了理论依据。     

铌酸锂渥拉斯顿棱镜

铌酸锂渥拉斯顿棱镜是采用具有优良压电性能的铌酸锂晶体研制成的一种双折射棱镜,当一束自然光入射到这种棱镜上时,由于晶体的双折射效应产生两束分离的正交偏振光束,渥拉斯顿棱镜的级联系统实现多重     

背衬对压电传感器瞬态特性影响的模拟研究

接收信号在换能器压电层中的多次反射及波形转换对超声检测的灵敏度和分辨率有重要影响,提高其接收性能的关键是优化换能器背衬结构与材料参数.该文采用Ansys软件中力-电耦合瞬态模拟法,分析了背衬结构的几何参数、材料参数对压电直探头瞬态接收性能的影响,得到了压电换能器中不同时刻的弹性波场、电场分布及输出电压响应曲线,拟合了换能器灵敏度、分辨率与背衬结构几何、材料参数间的关系.研究结果表明,合理选择背衬结构与材料参数对消减接收信号的多次反射,提高换能器接收性能有明显的作用.运用有限元软件分析背衬结构对压电探头瞬态接收特性的影响,是优化背衬结构与材料参数重要方法之一.