弯曲振动压电陶瓷换能器

介绍了一种夹心式弯曲振动压电陶瓷换能器，该换能器由压电陶瓷半圆片、前后金属盖板以及预应力螺栓三部分组成，在结构上类似于夹心式纵向振动换能器。从弯曲振动细棒的运动方程出发，得出了夹心式弯曲振动压电换能器的频率设计方程，在此基础上，进行了弯曲振动换能器设计，结果表明，利用本文得出的公式设计换能器，其共振频串的测试值与设计值基本符合。     

一种新型扭转振动压电陶瓷超声换能器

研究了一种新型扭转压电陶瓷超声换能器.基于机电类比原理,对切向极化的压电陶瓷薄圆环振子的扭转振动特性进行了研究,建立了其机电类比等效电路模型,从等效电路得出了环形振子的扭转振动频率方程的解析式及共振频率的计算公式.在此基础上,分析了换能器的共振与其几何尺寸间的关系;并利用有限元方法对压电陶瓷薄圆环扭转振动模态进行了分析.结果表明,在换能器压电陶瓷圆环内外半径比增大时,共振频率随之增大.     

功率超声压电陶瓷换能器振动特性的控制

本文提出了用测量压电陶瓷圆板振动频谱和电导纳特性,研究磨边缘的压电陶瓷圆板产生能阱,用等效质量因子m控制耦合径向振动的影响。     

压电陶瓷换能器和压电陶瓷材料的应用与发展

压电陶瓷换能器广泛应用于数据处理、信息处理、通讯、声纳、陀螺、水声器、记步器、激光器、喷墨打印、超声清洗、超声焊接、报警、以及燃气设备等行业和技术领域中。 压电陶瓷换能器的制造是经过配料、烧结、机械加工、表面金属化、用直流电场进行极化处理而得到。压电陶瓷的物理、化学和压电特性为适合特殊的应用可以通过设计相应的压电陶瓷材料配方并辅以一定的工艺技术而实现。     

一种新型的径向振动高频压电陶瓷复合超声换能器

 本文研究了一种新型的径向振动压电陶瓷高频复合超声换能器.该换能器由一个压电陶瓷圆环和一个嵌于其内部的金属圆盘复合而成.首先对压电陶瓷圆环及金属圆盘的径向振动进行了简单分析,推出了其机电等效电路和共振频率方程,分析了压电陶瓷圆环的几何尺寸对其共振及反共振频率的影响.在此基础上,分析了由压电陶瓷圆环和金属圆盘组成的复合换能器的径向振动,得出了其复合机电等效电路和共振频率方程.研究分析表明,对于具有相同外半径的压电陶瓷圆盘和压电陶瓷圆环,压电陶瓷圆盘的径向振动共振频率高于压电陶瓷圆环的径向共振频率,并且,压电陶瓷圆环的内半径越大,其径向共振频率越低.当在压电陶瓷圆环内部嵌入一金属圆盘而组成一径向复合超声换能器时,其径向共振频率高于压电陶瓷圆盘的径向共振频率,从而达到了提高换能器共振频率的目的.研制了一些径向复合高频超声换能器,并对其共振频率进行了测试,测试数据证明了理论结果的正确性.     

一种用于大功率超声清洗换能器的压电材料

通过对ＰｂＭｅ（Ｃａ＿（１／４）Ｍｎ＿（１／４）Ｎｂ＿（１／２））＿ｘＴｉ＿ｙＺｒ＿ｚＯ＿３系材料的研究，并以Ｓｒ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）等价取代Ｐｂ￣（２＋），以ＣｅＯ＿２作为添加改性剂，研制出机电耦合系数高（ｋ＿ｐ＝０．６２）、机械品质因数高（Ｑ＿Ｍ＝２０３６）、机械强度高（抗张强度为４４２ＭＰａ）、经时稳定性好的适用于大功率超声清洗换能器的压电材料。     

夹心式压电超声扭转振动换能器的设计

对夹心式压电超声扭转振动换能器进行了研究，得出了其共振频率方程，给出了切向极化压电陶瓷剪切波的等效声速。对于扭转振动换能器系统设计理论的建立提供了一定的理论基础。     

基于有限元手段的压电圆管换能器设计

作为一种大功率、低频水声换能器,压电圆管换能器具备声源级高和结构紧凑的优势,现已成为潜艇水声对抗中发挥重要作用的设备。在计算机技术不断发展的背景下,引入有限元手段,将提升设计质量,更为契合声呐浮标和吊放声呐作业需求。基于此,阐述有限元分析方法和应用软件,并基于有限元手段设计压电圆管换能器,在深入剖析基本理论的前提下,说明模型构建和振幅分析过程,以期为我国航海事业发展奠定坚实基础。     

压电换能器设计与能量获取特性研究

压电材料具有机电能量转换的特性,因此可将振动能转换成电能,以达到能源回收再利用的目的。本论文针对单层压电悬臂梁在其自由端放置质量块的情况下进行低频振动的能量获取进行特性研究。依据低频环境振动的特点,建立了以末端固定质量块的压电悬臂梁结构作为换能元件的振动能量采集装置的模型,在对压电材料的特性、电流等效电路分析的基础上,讨论了压电悬臂梁能量获取特性随几何因子的变化规律。     

超声洁牙器压电陶瓷换能器的研制

首先对超声洁牙器用压电陶瓷换能器的结构设计作了论术并进行了计算，接着介绍了包括陶瓷换能器在内的超声洁牙器的材料选择、具体组成以及性能参数。     

压电陶瓷三叠片复合换能器弯曲振动特性研究

采用瑞利法对固定边界条件下,三叠片圆盘弯振换能器进行理论研究,推导其谐振频率及有效机电耦合系数,通过数值计算分析换能器谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各尺寸参数的变化规律,并与有限元模拟结果比较,结果表明,换能器结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数有很大影响,有效机电耦合系数在其他尺寸已定的情况下随着金属片厚度、陶瓷片厚度和半径变化时,都有一个最大值,这为三叠片弯曲振动换能器的设计和进一步广泛应用提供理论支持。     

压电双叠片复合弯曲振动换能器辐射声场研究

采用瑞利法对固定边界条件下双叠片复合弯振换能器进行理论研究,在计算谐振频率及位移分布函数的基础上,利用声场迭加原理推导出双叠片复合弯曲振动换能器辐射声压及其指向性表达式,数值计算分析了复合换能器结构参数对指向性的影响,并与相应活塞板指向性进行比较。结果表明,复合弯曲换能器各结构参数对声场指向性会产生不同影响,当其他参数给定,其声场指向性具有无旁瓣,瓣角大,声压作用距离短,频率增大时指向性瓣角变小等特点。     

复合棒型压电换能器的纵弯振动

在研究多模耦合宽频带复合棒型换能器的过程中发现这种换能器在空气中的纵弯振动具有明显的规律性。采用有限元方法分析计算了前辐射头在两端自由和小端面中心固定时在空气中的弯曲振动模态，以及这些模态随其几何尺寸变化的关系；计算分析了换能器多模振动特性与前盖板几何尺寸之间的变化关系。为进一步实现换能器纵弯耦合、设计宽频带换能器提供了参考。     

一种双频段正交模耦合器的设计

对水平/垂直极化波模式进行分析,并基于分析设计了一种双频段正交模耦合器。对一个正交模耦合器来说,各个端口的端口匹配和隔离尤为重要,引入模式正交的极化隔离能增加隔离效果。改变金属膜片的尺寸与位置,能够使得正交模耦合器中端口R5.75所输入的水平极化波从端口WR42匹配输出,而不影响端口R5.75所输入的垂直极化波。增加圆波导至波导WR28之间的匹配段,能够匹配加入膜片之后正交模耦合器的垂直极化波的输出。基于上述分析,设计了一种双频段正交模耦合器。     

数字压力变送器的设计

介绍了采用∑△A/D转换器和低功耗单片机构成的数字压力变送器的系统组成和工作过程以及CS5523A／D转换器的使用方法。     

一种换能器频率跟踪与振幅稳定方法的研究

针对超声波换能器工作过程中换能器的谐振频率漂移及其振幅不稳定问题,对一种同时实现振幅稳定和频率跟踪的方法进行了研究。通过正交相关法对换能器匹配网络的复阻抗幅值与相位进行分析。通过比例-积分-微分(PID)控制算法对超声波发生器输出电压的频率和幅值进行调节,从而实现换能器频率的跟踪和振幅稳定。对频率28kHz的换能器进行了实验,实验表明,正交相关法和PID控制算法的结合能实现换能器的谐振频率跟踪和振幅稳定。     

Ka 波段宽带正交模耦合器设计

提出了一种覆盖Ka 卫星通信全频段带宽的正交模耦合器设计,实现了相对带宽54%的突破。该正交模耦合器基于turnstile 十字转门型结构,结合后端弯波导、Y 型合成头和45毅扭波导设计,能够满足两路正交极化信号等相输出,设计使用频率内双端口S11 <-20 dB,端口隔离达到50 dB,交叉极化低于-50 dB,插入损耗优于0. 4 dB。     

一种随钻四极子复合发射换能器的设计

设计了一种基于金属基片结构的随钻四极子复合发射换能器。采用有限元法数值模拟了换能器的频域及时域声学响应,考察了钻铤结构及声源激励脉冲宽度对其声学特性的影响,实际封装制作了发射换能器并进行了消声水池实验测试。测试结果表明,该发射换能器的谐振频率、发射电压级及水平指向性与数值模拟结果吻合较好。该换能器在频率4.7 kHz附近存在一阶弯曲振动模态,其发射电压级可达126.2 dB,具备低频、大功率的辐射特点,可满足随钻四极子声波测井需求。     

多谐振纵向振动声换能器研究

声换能器的工作频带越宽,其所能发射和获取的信息量就越大。将目前热点研究的纵向振动换能器结构形式和换能器新型有源材料稀土超磁致伸缩材料加以结合,提出一种多谐振稀土纵向振动声换能器,通过理论分析,并应用ANSYS有限元软件仿真计算,实现换能器的小尺寸化,达到大功率超宽带发射的工作性能。     

一种新型光电式电流互感器的设计

提出了一种新型有源型光电式电流互感器(OECT)的设计方案,采用了光电以及微机技术,集电流、电压、有功功率和无功功率等电网运行参量的测量于一体,同时还提供继电保护设备接口以及与远程控制计算机的数据通信接口.