电子辐照的P(VDF/TrFE)共聚物的铁电弛豫异常现象

本文研究了聚偏氟乙烯和三氟乙烯的铁电共聚物P(VDF/TrFE)的铁电弛豫现象,并讨论了铁电弛豫异常想象.比较了VDF不同含量的共聚物在辐照前后铁电性能的改变,电子辐照大大改变了聚合物样品的性能,使VDF含量52%和70%的样品出现了明显的铁电弛豫现象,但发现在VDF含量为80%的样品中存在一种铁电弛豫异常现象:铁电居里峰随着频率的升高而向低温端移动.研究样品的二氟乙烯(VDF)的摩尔含量在52%～80%之间.     

匹配层厚度振动换能器研究

随着水声信号处理技术的发展,对宽带信号的需求日益增长。换能器的带宽是宽带信号处理的基础,而匹配层技术是拓宽厚度振动换能器频带最有效的方法。研究了多匹配层厚度振动换能器的设计方法,建立了复数形式的多匹配层厚度振动换能器等效网络模型,仿真研究了匹配层参数对换能器响应带宽的影响,指出了单、双匹配层在拓宽换能器带宽方面的限制,还指出匹配层的最佳厚度并非一定就是四分之一波长。在此基础上,制作了单、双匹配层换能器样品,对仿真结果进行了试验验证。测试结果和仿真结果符合得很好。     

链结构对偏氟乙烯铁电共聚物介电性质的影响

用改进的介电松弛谱仪(精度 2‰)测定了 VDF(52)/TrFE(48)和VDF(47.5)/TrFE(47.5)/HeFP(5)在-120—140℃,10~(-2)-10~4Hz 范围的复数介电常数。介电松弛研究结果显示5mol%的 HeFP 导致三元共聚物 T_c 下降(30℃),非晶松弛强度减弱,T_g 降低(3℃),并引起局域松弛活化能升高(10.1kJ/mol),松弛时间增长。     

匹配层换能器的理论探讨

本文对用双匹配层拉宽换能器频带作了理论计算分析,加水密层后重新调节第一匹配层的特性参数及厚度,仍可获得良好的宽带响应。     

一种高频宽带大尺寸的圆柱换能器的设计方法

介绍了一种新的圆柱换能器的设计方法。该高频宽带大尺寸的圆柱换能器采用压电陶瓷颗粒拼接而成,在外层添加一层匹配层,通过对匹配层材料及厚度的选择来提高与水的匹配性能,实现宽带能量传输。     

高频宽带换能器多匹配层研究

在水声应用中,高频换能器往往需要较宽的工作带宽,以获得更多的目标信息。文章首先建立了等效电路模型,利用粒子群算法对匹配层材料和厚度进行初步选定,使得换能器具有最宽的工作频带;其次,通过有限元方法对匹配层换能器的导纳和发射电压响应进行分析计算;最后,在理论分析的基础上成功制得三匹配层高频宽带换能器,其工作频段约为150～430 kHz,相对带宽为93%,带内发送电压响应起伏为-6 dB。实验结果表明,三匹配层设计方案可以有效拓宽高频换能器的工作频段。     

高频水声换能器匹配层技术研究

在复杂的海洋环境中,为提高对目标的探测效果以获得更多的信息,高频声呐常需要更宽的工作频带。首先,通过声透射原理对不同匹配层材料进行选取与设计;其次,通过有限元仿真对不同匹配层换能器的透射系数、电导谱和发送电压响应展开了分析计算;最后,在理论分析、解析计算和有限元仿真计算的基础上成功研制了单层、双层和三层匹配层高频宽带水声换能器,其工作频带分别为79～150 kHz, 74～163 kHz和66～176 kHz,带内发送电压响应起伏为-6 dB。实验结果表明：匹配层层数越多,换能器的带宽越宽,该工作为实现宽频带换能器在实际工作中的应用提供了方向。     

高频宽带换能器研究

主要研究高频换能器的匹配层技术,通过匹配层技术拓宽换能器的频带,首先利用等效电路法分析高频匹配层换能器,其次通过Matlab仿真分析匹配层材料的密度、声速、厚度变化对换能器电声参数性能的影响,进而对其电声性能进行优化设计,最终制作出一高频宽带换能器。通过实验测得结果与仿真结果基本一致,实验测得换能器的最大发送电压响应为178dB,工作频带为260～370kHz,带内发送电压响应起伏为-3dB,300kHz时换能器指向性-3dB开角为6．5°。     

双激励加匹配层宽带水声换能器研究

采用双激励加匹配层来拓宽换能器的工作频带。利用有限元方法分析了双激励加匹配层换能器在空气中的振动模态,研究了这些模态在水中随几何尺寸以及匹配层材料参数变化的规律。并设计和制作了一种新型三谐振宽带换能器。与双激励或单匹配层换能器相比,增加了近一个倍频程的有效工作带宽,且频带内的响应起伏较平坦。其工作带宽为15kHz～42．5kHz．频带内发送电压响应的起伏为±3dB。     

水声宽带换能器匹配技术研究

低频宽带大功率换能器是现代水声发展的一项关键技术。换能器与功放匹配是宽带大功率水声发射的关键技术之一,本文对一种宽带大功率匹配匹配网络进行了设计分析,通过该匹配网络可改善宽带匹配效果,同时拓宽工作频带。文中还给出了一台功放驱动两只宽带换能器的匹配网络。     

超声换能器环氧树脂-氧化铝匹配层研究

匹配层对超声换能器的性能起着至关重要的作用,寻找合适的匹配层材料是换能器设计中的关键步骤。提出了一种基于环氧树脂-氧化铝复合材料的匹配层材料。首先,测试了不同配比的环氧树脂-氧化铝复合材料的声学性能,对比了其声学特性,并确定了材料的最佳配比。其次,研制了相应的换能器,分析该匹配层对换能器性能的影响,通过脉冲-回波方法测试了其性能参数。最后,基于四分之一波长匹配层原理对匹配层的厚度进行了优化。结果显示,环氧树脂中加入质量分数为 60%的氧化铝粉末的匹配层对换能器的改善效果最佳,该方案减小了换能器接收回波的拖尾,接收回波的幅值提高至 1 136 mV(+104%),-6 dB带宽达到 49.679%(+107%)。结果表明,氧化铝-环氧树脂混合材料可以提升换能器的声学性能,是较为理想的匹配层材料,在高频超声换能器的设计与应用中具有很好的应用前景。     

宽频带换能器电匹配网络设计方法

宽带大功率换能器是现代水声发展的一个重要方向,换能器与功放间的匹配也是其关键技术之一。文中从换能器负载阻抗复角与功放管耗散功率及电源供电效率的关系入手,结合窄带阵元串联或并联调谐方法的特点,确定了适合宽带阵元电匹配网络的电路形式。并针对研制的宽带换能器进行了大功率发射试验,取得了较为满意的结果。     

聚偏氟乙烯共聚物薄膜铁电性能和电容特性研究

制备了以聚苯乙烯磺酸(PSSH)为上下界面层的聚(偏氟乙烯)(PVDF)二元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]及聚(偏氟乙烯-氯氟乙烯)[P(VDF-CTFE)]的三明治结构电容器,研究了P(VDF-TrFE)和P(VDF-CTFE)2两种共聚物薄膜的铁电性能和电容特性。结果表明,厚度为60nm的Ti/PSSH/P(VDF-TrFE)/PSSH/Ti超薄薄膜表现出优异的铁电性能;而厚度为100nm的Ti/PSSH/P(VDF-CTFE)/PSSH/Ti薄膜表现出较好的电容特性,存储能量密度高达60J/cm3。研究结果为其在电子器件上的应用提供理论指导。     

超声换能器的“电感-变压器”阻抗匹配模型研究

在分析超声换能器阻抗特性和电路匹配的基础上,对传统纯电感电容匹配电路模型进行电路仿真和阻抗分析,证明该模型在谐振频率附近有大范围的电抗变化,存在电路不稳定和电阻调节精度低的问题;提出"电感-变压器"阻抗匹配模型,通过电感和变压器分别调节换能器电阻和电抗,实现电路的精确匹配,以提高超声换能器阻抗匹配的精度和稳定性,并给出了理想的匹配条件和匹配参数。利用匝数可调的变压器和电感制作了超声换能器的匹配电路,对20.8 k Hz的变幅杆换能器进行了阻抗匹配的实验测量,结果证明这种"电感-变压器"阻抗匹配模型在谐振频率附近具有较小的电抗变化范围、较低的电阻变化率和较高的电抗调节精度,在超声换能器的自动阻抗匹配中具有良好的应用前景。     

聚偏氟乙烯压电薄膜的实验研究

一、聚偏氟乙烯薄膜性能特点 聚偏氟乙烯(以下称为PVDF)薄膜为一种新型压电材料,在水声、超声、电声等领域中可与现有的PZT压电陶瓷取长补短,是压电材料领域新添的一员。 自从五十年代PZT压电陶瓷问世以来,三十多年中它始终在换能器材料中占主导地位,尽管PZT作为压电材料有着无可比拟的优点,但也存在着由陶瓷固有性能所带来的缺点和在换能器设计上的不便之处,如陶瓷的高密度和易碎性使大于10cm的水听器太厚、太重,而薄的器件     

带声匹配板的Tonpilz压电水声换能器

1.引 言 宽带大功率水声换能器由于具有优良的脉冲响应特性,且能够接收和发射各种信号,它已不仅是高分辨力声纳的关键部件,而且已成为水下通信系统必不可少的关键部件。 本文所述的换能器是附加有声匹配板的Tonpilz换能器(Tonpilz换能器即串并联电路机械模拟换能器—译注),它是根据多模式滤波器合成理论设计的。我们用这种方法     

高频声呐换能器梯度匹配层声学特性研究EI北大核心CSCD

在声呐系统中,高效率、超宽带的声呐换能器可以提高其成像分辨率,在海底地貌的探测与识别方面需求迫切。传统换能器的带宽拓展常采用单层或多层均匀匹配层的方法来实现,但由于其未能很好地实现阻抗过渡而较难满足换能器在水中的超宽带性能要求。针对超宽带需求提出的一种声阻抗梯度匹配层材料很大程度上弥补了这一缺点,其特性声阻抗具有按z(x)=z_(1)e^(2αx)指数衰减变化的特点。根据解析计算与有限元仿真的结果,通过流体混合物填充3D精准打印的中空圆锥形结构材料的方式研制了该梯度材料并进行了声阻抗性能测试。在此基础上研制了一款梯度匹配层换能器,从试验结果可知梯度匹配层的相对带宽高出传统双匹配层14%,达到试验设计的结果。     

厚度振动换能器脉冲响应的研究

本文对厚度振动图片换能器的导纳、传递函数和脉冲响应进行了研究。利用换能器等效电路、基尔霍夫定律和傅里叶变换给出了导纳、传递函数和脉冲响应的表达式。通过在ＨＰ—１０００微机上进行大量的计算，得到了ＺＮＬ—２压电陶瓷圆片换能器在不同匹配层和背衬层材料的导纳，传递函数和脉冲响应，得出了匹配材料声阻抗分别为４， ６（ １０６ｋｇ／ｍ２· ｓ）和背衬材料声阻抗分别为 ７．５， １５．５（１０６ｋｇ／ｍ２·时左右比较理想，然后用ＨＰ阻抗分析仪、Ｘ—Ｙ３０３３记录仪和脉冲响应测试仪分别测出几个换能器的导纳和脉冲响应，从实验结果可知：理论和实验结果基本符合。所得结果可供工厂生产时参考。     

双匹配层宽带超声换能器

超声换能器由支撑体、高介电常数和高声阻抗材料的压电层、第一阻抗匹配层和第二阻抗匹配层组成。第一匹配层为硅。     

用于高温无损检测的超声换能器

前言 在生产过程中,当环境温度上升到高于100℃进行超声检测时,其超声换能器就需要进行特殊设计。而对管道中的高温液体进行在线流量检测则是一个特别令人感兴趣的研究课题。 本文将对用于100℃以上高温检测的( 1—3)PZT聚合物复合换能器的研制作一报道,该换能器采用一种导电的聚酰亚胶树脂作为/4匹配层,它能承受550℃高温而不被分解。 材料说明与换能器设计 高温应用换能器的原型系一(1—3)压电陶瓷一聚合物复合体。压电材料为一直径25mm、频率3MHz的PZ—27陶瓷(Ferrop-erm,Denmark);聚合物为聚酯树脂。这种作为人/4匹配段的树脂是一种…