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[011]极化方向、zxt-45°切型的PIN-PMT-PT单晶因其高剪切压电应变常数、高机电耦合系数和高柔顺系数等特点,在水声换能器中存在广阔的应用前景。通过设计中间质量块的方法,将单晶产生的剪切振动转换为换能器的纵向振动,并利用辐射头的弯曲振动和圆环尾质量块振动的耦合拓宽工作频带。通过有限元仿真分析,研究了结构参数对各阶模态振型和谐振频率的影响。最终仿真得到的换能器工作频带6~18 kHz,最大发送电压响应为138 dB,带内起伏小于4 dB。研究结果表明:采用面剪切工作模式有利于实现换能器低频、小尺寸、宽带发射。 相似文献
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压电圆管换能器是水声领域中广泛应用的换能器之一,它一般采用压电圆管的径向振动模态。利用压电圆管的径向振动模态和高阶振动模态来实现圆管的宽带发射性能。采用有限元方法对圆管换能器进行了分析,利用ANSYS软件建立圆管换能器的有限元模型,并对其进行结构优化。最终所制作换能器的径向谐振频率为47.5kHz,其工作带宽为40~80kHz,发送电压响应起伏不超过±4dB,最大发送电压响应为150dB。研究结果表明:所采用的有限元法计算结果与测试结果吻合较好,换能器实现了高频、宽带、水平无指向性的发射性能。 相似文献
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深潜器耐压壳极限强度分析是设计深海载人潜水器的关键技术。基于切线模量理论,引入切线模量因子的参数并结合材料的力学性能试验数据,可以建立工程常用的多种合金材料的切线模量因子曲线。观察材料曲线的特性,推导出计算耐压壳极限强度的简化数学表达式。利用该表达式计算深海载人潜水器常用的某种钛合金耐压球壳和TC4合金试验球壳的极限强度,并将计算结果与有限元数值计算结果,以及实验结果进行比较,发现该简化方法具有良好的适用性。应用表明,该方法简便实用,可以作为耐压壳极限承载力的简化算法,在初步设计阶段使用。 相似文献
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水声高频换能器在水声领域具有广泛运用,然而常规厚度振动高频换能器在高频段存在强烈的高次径向耦合振动,制作出的换能器出现了阻抗曲线杂乱,相位一致性差,电声效率低的问题。设计制作了一种单一振动模态的换能器,通过将常规厚度振动换能器陶瓷片切割成密排矩形颗粒,再用环氧树脂将切缝填充满。制作两片直径为55mm的准1-3复合材料,由该材料制作的换能器谐振频率为293kHz,谐振点阻抗50,3dB阻抗带宽23.5 kHz,3dB开角为5.75°,50W电功率输出声源级达到217.5dB。通过该工艺可以消除高频厚度振动换能器的高次径向耦合振动,提高高频厚度振动换能器的电声转换效率和一致性,并能实现批量制作,为高频换能器在水声领域的广泛运用提供了新的手段。 相似文献
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介绍了一种带障板宽波束宽带纵振动换能器。通过将纵振动换能器的纵振动模态和前盖板弯曲振动模态有效耦合来达到拓宽换能器工作频带的目的;并提出利用反声障板边界结构大幅度增大发射波束宽度的方法。利用有限元软件分析了其在水中的特性。分析结果表明,通过纵弯模态耦合方式可有效拓宽换能器的频带宽度;通过障板在纵振动换能器中的应用可有效调节纵振动换能器的波束特性,从而实现宽波束的目的。实际制作该换能器并测试了其在不同情况下的性能,测试结果表明:有限元分析结果跟实验测量结果吻合。在9.5~18 kHz的频率范围内实现了发送电压响应起伏不超过3 dB的宽带工作;在11、12、13、14 kHz,实现了120°~160°的宽波束。 相似文献
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Ka频段是卫星通信主要的工作频段,具有频带宽、信息容量大,设备尺寸小,抗干扰性和隐蔽性强等特点,能够满足高速、宽带和小口径终端等应用的要求。Ka频段卫星通信是卫星通信发展的一个重要方向和趋势。本文介绍了一种小型化Ka频段收发信机的设计,其测试结果已达到应用要求,该设备具有指标先进、体积小、重量轻和功耗小等特点,在通讯等领域具有良好的应用前景。 相似文献
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本文介绍了两种用于超声物位测量的系列换能器──纵向振动夹心换能器和纵振动与圆盘弯曲复合振动的压电换能器。纵向振动夹心换能器的尺寸为40和80,外壳采用了防腐蚀的PVC材料。从压电方程出发,计算了换能器的各部分振动元件的尺寸,然后通过实测,结果表明与计算值相吻合,当换能器距天棚2.5m时。不经过放大器可接收到第一次回波为300mVp-p,配以发射、接收电路盲区为0.5m。另一类是采用纵向振动与圆盘弯曲振动的复合换能器,它具有尖锐的指向性、高的发射效率和接收灵敏度。但是受激圆盘作弯曲振动时,在其表面… 相似文献
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对目前常用的压电陶瓷球形换能器辐射声功率进行研究,分别从压电陶瓷球振动时动态抗拉强度极限和退极化电压两方面分析其极限辐射声功率,两者中选择较小值,为极限辐射声功率计算提供部分技术指导;同时给定了特定尺寸下压电陶瓷球的宽带极限耐压辐射声功率,其结果可为球形换能器设计、使用提供参考。 相似文献
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圆柱阵换能器具有水平全向的优势,已广泛应用在水声探测领域。文章研究了一款宽带圆柱阵,利用匹配层技术拓宽圆柱阵阵元的带宽,通过有限元仿真优化单个换能器阵元带宽、发送电压响应和阻抗等参数。同时通过仿真以阵元错位密集方式形成圆柱阵,对阵元的个数及排列方式进行仿真优化,制作了一款宽带圆柱阵并进行了测量,圆柱阵直径为400 mm,高度为435 mm,圆柱阵的工作频段为20~30 kHz,频带内起伏3 dB,最大发送电压响应为160.5 dB,圆柱阵-3 dB水平波束宽度为360°。 相似文献
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Moreno E González G Leija L Rodríguez O Castillo M Fuentes M 《IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control》2003,50(6):743-747
The performance of ultrasono-therapy transducer with contact detection by using the impedance phase change is described. Usually a therapy transducer is designed with a /spl lambda//2 frontal plate glued to a PZT-4 piezoceramic. This plate ensures a good mechanical protection of the piezoceramic with a corresponding high-transmission energy. Normally this transducer is operated at the minimum at the frequency of the impedance module of its input electric impedance, but this operation point is affected by the shift caused by the expected temperature increase. This shift could be higher than the narrow bandwidth presented. As a result we obtain a decrease in the power level for medical treatment. Usually electronic drivers with automatic control that follow the frequency change are designed, however, the relatively narrow bandwidth introduces difficulty in the design. Another frequency operation point is presented here and analyzed using the criteria of the maximum of the impedance phase with a wider bandwidth than in the previous case. Simulation with mechanical losses are presented with experimental results that show the convenience of this criteria for practical application. 相似文献
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传统换能器的优化一般采用试算修改的方式进行,这样的方式在待优化参数较多时不仅比较繁琐而且有可能会漏掉各参数组合下较好的设计点,对此提出了利用零阶算法进行换能器多参数联合优化设计的方法。建立了一种带宽评价函数,通过该评价函数和零阶算法尝试了对矩形面纵振换能器带宽的优化设计。经有限元仿真和样机测试表明,两款换能器的性能达到了预期指标要求,实现了宽带工作。得到的两款宽带换能器性能为:1#换能器工作频带为10~21.5 kHz,带内起伏约3 dB,发射电压响应大于134 dB;2#换能器工作频带为7.5~31.5 kHz,带内起伏约6 dB,发射电压响应大于131 dB。该方法可以作为换能器设计的一种新方式。 相似文献
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介绍负荷传感器频率特性校准系统的基本原理和试验结果 ,分析了测量结果的不确定度。该系统具有大量程、宽频带、重复性好的特点 相似文献