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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 140 毫秒
1.
为了增加聚焦换能器的带宽, 抑制其多模振动耦合现象, 提高电声转换效率, 实验采用1-3型压电复合材料代替压电陶瓷作为超声发射材料, 设计并制作了一种新型的1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器。通过频率特性的对比研究, 证明了1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器不仅能增加换能器的带宽, 达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器带宽的3.13倍, 而且能明显抑制径向振动, 得到单一纯净的厚度振动模态。另外, 1-3型压电复合材料透镜式聚焦换能器的电声转换效率达到PZT压电陶瓷透镜式聚焦换能器的1.88倍, 为高效率聚焦超声换能器的实现提供了理论及实验基础。  相似文献   

2.
梁召峰 《声学技术》2016,35(4):296-302
夹心式压电陶瓷超声换能器是目前大功率超声设备中应用最广的一种换能器,其在大功率工作状态下会呈现出明显的非线性特征。综述了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性方面的研究进展。首先介绍了国内外在压电陶瓷非线性方面的重要理论及实验研究成果,着重阐述了大功率领域常用的硬压电陶瓷的非线性研究工作,其次对夹心式压电陶瓷超声换能器的结构及工艺所引起的非线性进行了简要分析和论述,最后介绍了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性建模方面的研究进展。  相似文献   

3.
瓦级超声功率标准装置   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了测定压电换能器向水中辐射的总声功率输出,研制了一套测量装置。该装置由电子微量天平、消声水槽和反射靶悬吊系统组成。在1~5MHz频率范围和输出声功率0.2~20W范国内,测量不确定度优于±5%。  相似文献   

4.
蓝宇  王智元  王文芝 《声学技术》2004,23(Z1):393-395
设计弯张换能器时要分析辐射特性,本文提出一种用直接计算换能器的辐射声功率的办法来分析弯张换能器的辐射特性.利用ANSYS有限元软件建立了Ⅳ型弯张换能器的有限元模型,分析其辐射特性.  相似文献   

5.
梁召峰 《声学技术》2017,36(2):188-191
压电陶瓷堆位置是郎之万换能器优化设计的一个重要对象,人们对其研究较多但结论并不一致。文章主要考虑压电陶瓷的机械损耗及介电损耗,分析了恒振幅输出时这两种损耗与压电陶瓷堆位置的关系,并通过引入负载系数探讨了不同负载情况下压电陶瓷堆位置对郎之万换能器内部损耗的影响。分析结果表明,对于不同的负载,压电陶瓷堆均对应一个最佳位置,此时换能器的内部损耗最小,且随着负载的增大,这一最佳位置逐渐向换能器的节点位置靠近。可见,压电陶瓷堆位置的优化设计与实际负载密切相关,以往关于该问题的不同结论源于其仅针对某种特定负载分析而得。  相似文献   

6.
本文理论上导出边缘固定金属压电陶瓷双迭片圆板弯曲振动换能器在忽略辐射阻尼和损耗及满足薄板小挠度和轴对称条件下位移的一般解,并进一步得到了共振频率,自由场电压灵敏度的计算公式,和实验样品的测试结果进行了比较,所得结果对金属压电陶瓷双迭片圆板弯曲振动换能器的设计具有参考价值。  相似文献   

7.
为解决压电陶瓷聚焦换能器阻抗高、带宽窄,电声转换效率低等问题,采用新型的1-3型压电复合材料作为聚焦超声换能器材料,设计并制作了一种新型的1-3压电复合材料壳式聚焦换能器。通过对新型换能器的频率特性,电声转换效率研究后和当前应用的PZT壳式聚焦换能器进行对比,证明了1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的阻抗较低,相对带宽达61%,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的3.39倍,以及较高的电声转换效率η为54%,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的1.68倍。将换能器实际声场检测结果与Matlab声场仿真结果进行对比研究,得出换能器具有较好的声场特性及聚焦效果。为高性能的聚焦换能器的实现提供了理论及实验基础。  相似文献   

8.
毛崎波  姜哲 《声学技术》2002,21(3):118-121,127
文章以简支平板为例 ,通过声辐射模态研究结构声辐射的有源控制。首先分析了声辐射模态的数学和物理意义。由于在中、低频时 ,声辐射模态对应的辐射效率随着模态阶数的增加而迅速降低。在此基础上 ,文中提出了一种新的控制策略 ,即抵消前k阶声辐射模态的伴随系数 ,使得前k阶声辐射模态的声功率为零。文中以压电陶瓷作动器作为控制力源进行了数值计算研究。并与传统的控制策略———声功率最小化策略进行了比较。  相似文献   

9.
张琪  张彬  许伟杰  童晖 《声学技术》2024,43(2):292-298
新型弛豫铁电单晶材料铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅晶体(Pb(In1/2Nb1/2) O3-Pb(Mg1/3Nb2/3) O3-PbTiO3, PIMNT)的压电系数是陶瓷材料的 6 倍以上,应变量高出压电陶瓷 10 倍以上,具有较高的机电耦合系数,压电性能优于传统 PZT 材料。文章将单晶材料应用于带空气腔的弯曲圆盘换能器中,利用 ANSYS 仿真软件优化换能器结构,确定换能器尺寸,设计制作 PIMNT 压电单晶换能器和PZT4压电陶瓷换能器,并进行了水池实验。换能器实测结果与仿真结果保持一致,单晶换能器的谐振频率为 2.85 kHz,最大发送电压响应为 136.3 dB。结果表明,相比于同尺寸的陶瓷换能器,将 PIMNT 压电单晶应用于弯曲圆盘换能器可降低谐振频率,提高发送电压响应,提升换能器的工作性能,为进一步改善单晶换能器综合性能提供参考。  相似文献   

10.
超声压电陶瓷换能器可以探测5000m以下深处的地质结构和油井固实程度。用于压电陶瓷换能器的PT-PSN陶瓷性能参数是,Tc=380℃,kt=45%,εr=420,tanδ=1.5%,Qm=2200,Ec=733V/mm。经实验测量和现场试验表明,在温度高达200℃时压电陶瓷换能器的性能稳定,测量精度高。  相似文献   

11.
王晨青  马建敏 《振动与冲击》2021,(4):130-137,220
基于一维纵振理论和机电等效原理,得到了单匹配层夹心式压电换能器辐射声压级的计算公式,通过该公式对换能器结构参数对其谐振频率和辐射声压级(sound pressure level,SPL)的影响进行了计算分析。计算结果表明:换能器径向尺寸对谐振频率的影响不大,但前盖板径向尺寸的增大会提高辐射声压级;纵向尺寸的增大会使换能器系统谐振频率降低,但增加前盖板厚度,或增大前后盖板厚度比,有利于辐射声压级的提高;增加压电晶片的片数、厚度和面积都可使换能器辐射声压级提高;换能器发射端增加匹配层能有效提高辐射声压级,匹配层的厚度和密度对声压级幅值和带宽有影响。依据计算结果,进行了给定指标要求的换能器的设计计算。  相似文献   

12.
李宽  蓝宇 《声学技术》2015,34(5):467-471
IV型弯张换能器低频发射时具有尺寸小、重量轻的特点,是一种常用的水下低频大功率声源。稀土超磁致伸缩材料相较于压电陶瓷拥有更大的应变量和能量密度,并且杨氏模量较小,可以有效降低换能器谐振频率。利用稀土超磁致伸缩材料作为激励材料,设计了一种低频IV型弯张换能器,对其静态磁场和动态磁场进行了分析,构建出双棒式磁路,并使用有限元分析软件进行了换能器的结构建模与计算。根据计算结果制作了稀土IV型弯张换能器样机,测试结果表明所设计的换能器与仿真结果吻合较好,水中谐振频率为370 Hz,最大声源级为196 d B,能够实现低频、大功率发射。  相似文献   

13.
高琦  周红生  王彤宇 《声学技术》2016,35(6):579-583
设计了一种超声手术刀用的新型推挽激励换能器。它是在夹心式单晶堆压电超声换能器的经典构造基础上,把原先激励一组压电陶瓷晶片堆的方式,改为同时施加反相激励的前后两组晶堆。利用有限元方法,对该推挽激励换能器进行模态分析和频率响应分析。在相同大小的电压激励下,相对单晶堆换能器,推挽激励换能器可以获得更高的工作带宽和机电耦合系数,提高了换能器的电声转换效率。按照仿真结果加工推挽激励换能器,实现良好的动力学和电学特性,满足设计要求。  相似文献   

14.
In sound-transmitting applications such as therapeutic ultrasound, the acoustic power at a particular operating frequency is a critical figure of merit for transducer/array design. A design methodology for enhancing the acoustic power radiated from fluid-loaded piezoelectric array elements at a fixed frequency is developed in this paper. A gradient-based optimization algorithm is integrated within the finite element framework to guide the determination of the two design variables, the piezoelectric element thickness and the matching layer thickness, to optimize the acoustic power output. A method for avoiding explicit remeshing in the optimization iteration is presented. Optimized designs are determined numerically, and the effectiveness of the design method is confirmed by experimental measurements. The validated numerical analysis also shows that conventional design strategies using one-dimensional transducer analysis and rule-of-thumb matching layer or protection layer sizing rules may not give the best design for array elements in acoustic power applications  相似文献   

15.
为了更全面地获取水下声场信息,微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)矢量水听器常需集成声压敏感通道来提升单个换能器性能,MEMS矢量水听器的敏感芯片采用的是MEMS工艺制备完成,其封装必须与水隔离,传统的橡胶灌封方式会破坏MEMS敏感芯片的机电性能,故MEMS敏感芯片常采...  相似文献   

16.
Piezoelectric cellular polypropylene films, so-called ferroelectrets, are assembled in a stack with two active transducer layers. The stack is characterized with respect to its linear and quadratic response in a frequency range from 1 kHz to 80 kHz. A relatively smooth frequency response in the sound-pressure level is found for the individual layers as well as for both layers driven in phase. The piezoelectric response of the two-layer stack is twice the response of an individual layer over a rather broad frequency range. Furthermore, the influence of the preparation conditions on the resonance frequency and the effect of the quadratic distortion on the radiated sound are investigated both for the individual transducer films in the stack and for the stack system as a whole.  相似文献   

17.
A new piezoelectric composite transducer based on the ceramic honeycomb structure is introduced. The transducer is operated in the transverse piezoelectric (TP) d31 mode. The ceramic honeycomb configuration enables one to fabricate a TP honeycomb transducer by either embedding a honeycomb ceramic skeleton into a soft polymer matrix to form a composite or by blocking the openings of the honeycomb cells with thin layers of epoxy to form an end-capped honeycomb structure. With the unique honeycomb configuration and TP operation mode, the piezoelectric d33 response of the ceramic is nearly eliminated and the piezoelectric responses from the three orthogonal directions add together when the transducer is subjected to a hydrostatic pressure. As a result, the transducer exhibits exceptionally high hydrostatic piezoelectric response  相似文献   

18.
The cymbal is a miniaturized class V flextensional transducer that was developed for use as a shallow water sound projector and receiver. Single elements are characterized by high Q, low efficiency, and medium power output capability. Its low cost and thin profile allow the transducer to be assembled into large flexible arrays. Efforts were made to model both single elements and arrays using the ATILA code and the integral equation formulation (EQI). Millimeter size microprobe hydrophones (BBs) have been designed and fabricated from miniature piezoelectric hollow ceramic spheres for underwater applications such as mapping acoustic fields of projectors, and flow noise sensors for complex underwater structures. Green spheres are prepared from soft lead zirconate titanate powders using a coaxial nozzle slurry process. A compact hydrophone with a radially-poled sphere is investigated using inside and outside electrodes. Characterization of these hydrophones is done through measurement of hydrostatic piezoelectric charge coefficients, free field voltage sensitivities and directivity beam patterns. Electronic Publication  相似文献   

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