声纳换能器的新进展

换能器对整个声纳系统的性能有很大影响。随着科学技术的迅速发展，水声换能器在分析方法、设计理论、材料和制作技术上都有了很大的发展，从而使换能器性能有了很大提高。超磁致伸缩稀土换能器、高性能电致伸缩陶瓷换能器、压电复合材料换能器、矢量水听器、低频大面积PVDF水听器、光纤水听器等是当前换能器研究的热点。文章回顾了20世纪80年代以来，以上几种换能器的最新进展情况。     

复频超声换能器的研究

研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器，即复频超声换能器。换能器由一个纵向振动夹心式压电超声振子和一个弯曲振动薄圆盘复合而成。给出了换能器的理论共振频率方程，对实际制作的换能器的共振频率，等效电阻抗及有效机电耦合系数进行了实验测试，并对换能器的大功率工作性能进行了定性的测量及观察。实验结果表明，给出的换能器可以在不同的振动模式上工作，因此具有许多共振频率，且对应换能器不同的共振频率，换能器的等     

超声导波压电换能器的优化设计

换能器性能直接关系着超声导波的激励特性。因此性能优良、一致的换能器是超声导波检测技术的核心。本文从压电元件、背衬材料、保护膜、换能器外型等多方面进行综合分析,提出性能优良的压电导波换能器的设计方案。     

Ⅶ型低频弯张稀土换能器研究

为了进一步提高Ⅶ型弯张换能器的工作性能，本文对Ⅶ型低频弯张稀土换能器课题研究作了总结：研究了弯张换能器各方向尺寸与其同相振动谐振频率之间的关系；计算了Ⅶ型弯张换能器壳体给驱动元件施加一定预应力时，壳体所需的装配位移的大小，并作了相应的实验验证；对研制出的换能器弯张壳体及换能器的振动模态进行了测试，与理论计算相符：测试了Ⅶ型弯张换能器的声学性能．水中呼吸模态对应谐振频率为1．16kHz,带宽为680Hz，机械品质因数Qm为1．71，单位电流发射响应在谐振频率处达到186．1dB，电声效率为13．1％；弯张换能器随入水深度的不同，驱动元件两端所受到的总的预应力是不同的，计算了换能器入水深度与预应力的关系；利用赫姆霍茨积分方程一有限元结合方法，计算出了换能器辐射声场指向性。在本文最后，指出了今后改进该型换能器性能的方向。     

超声波拉伸装置的研制

将超声引入金属塑性国呀领域，设计与制造了一套超声振动拉伸装置，并在设计与制造换能器的基础上，对超声系统的性能做了测试。利用该振动装置对金属铜试件进行了拉伸试验。结果表明，该装置性能可靠。     

气体超声流量计换能器温度特性研究

温度会影响气体超声流量计换能器的性能,进而影响换能器的一致性,因此研究换能器在变温条件下性能变化有重大意义。通过测量换能器的阻抗特性,计算换能器的电声参数,研究了温度对换能器谐振频率、静态电容及动态参数的关系以及不同激励信号频率下换能器收发波形的变化。结果显示,谐振频率与温度成反比关系,变化率为-0.11 kHz/℃;静态电容与温度成正比关系,变化率为0.015 nF/℃;越远离谐振频率,换能器的输出幅值越小,暂态过程振荡现象越剧烈。研究结果表明,温度变化会引起气体超声换能器的性能发生变化,激励信号变化会引起换能器收发波形变化,进而影响超声流量计换能器的配对特性。     

超声水流量检测换能器使用特性及评价指标研究

超声水流量检测换能器的评价指标是反映其使用特性的一个重要方面。对换能器评价指标、评价指标试验方法及试验装置等进行了系统研究;采用自主研发的全性能试验装置对超声水流量检测换能器进行了性能和影响量试验,为换能器的筛选、配对和质量控制提供了有效的方法和手段。     

地震物理模拟实验的超声换能器的研制

本文描述了在地震物理模拟实验中所需要的窄脉冲数兆赫频率的超声换能器的研制过程，文中描述了降低换能器Ｑ值的措施，换能器的结构和工艺，并在消声水池中对该技能器的性能做了测试。     

PMN-PT驰豫铁电单晶及其超声换能器性能研究

测试了PMN－PT（67／33）切型铁电单晶的机电性能,分析了该晶体与常用压电材料在微观结构和机电性能上差异。对该压电单晶未调末调制下纵向长度伸缩振动模超声换能器性能进行了理论分析。讨论了压电单晶的机械和介电损耗对超声换能器性能的规律。     

超声键合换能器的研究——回顾与展望

回顾了超声键合用换能器的发展状况,特别是在我国的研究状况。对超声键合用换能器的研究方法进行了总结,例如等效网络法、直接解振动与波动方程法、有限元法。不少单位已经编制了等效网络法的计算程序,可以迅速准确地得到细长和简单换能器结构的频率特性和导纳曲线;利用有限元软件可以计算复杂结构的换能器特性,是当今设计仿真的有效工具。论文结合当前微电子、集成芯片对超声键合的大量需求,展望了超声键合换能器的发展前景。除高频换能器和小体积的换能器需要进一步研究外,性能更加稳定和优良的换能器依然是研究的热点。     

线阵相控换能器阵列参数对聚焦性能的影响分析

针对超声相控阵检测中广泛使用的一维线阵换能器,通过建立其声场数学模型和引入指向性函数,仿真分析了阵列参数对声束聚焦性能的影响,提出了改善换能器声场性能的措施。最后对优化参数的阵列换能器声场进行实验测试,测试结果表明其具有良好的声束聚焦性能,为超声相控阵缺陷检测中换能器的选择提供了参考。     

超磁致伸缩稀土换能器测量系统

本文介绍了一种超磁致伸缩稀土换能器测量系统，并应用此系统对超磁致伸缩稀土换能器进行了测试，得到了满意的结果。     

超声水表换能器综合性能指标的建立

超声检测换能器的各项基础技术指标体系已比较完善,但换能器的基础技术指标不能替代产品制造过程中能够快速识别其性能特性的综合性能指标.经过大量实验与研究,本文提出了用于生产制造过程和产品质量控制的超声水表换能器综合静态指标和综合动态指标两类技术指标体系,使其能基本满足超声水表换能器的工序检测与型式试验项目的要求,也为相关标准的起草制订做好准备.     

高频医用超声换能器的研究现状及发展趋势

超声换能器(也称超声探头)是医疗超声设备的关键部件之一,其特性的好坏直接影响甚至会限制到整个设备的性能。随着压电材料和微机电系统(简称MEMS)技术的不断发展,尺寸小、质量轻、频带宽、高分辨率、高频率、高灵敏度将是医用超声换能器未来主要的发展方向。综述目前国内外高频医用超声换能器的应用发展状况,重点探讨了其国内外发展的现状差异和主要问题,并根据高频医用超声换能器的现状对其未来的发展趋势进行展望。     

超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较

超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器产品的表面振动与声场特征。然后设计有限元方案,分别仿真经典与真实换能器的声场。最后从辐射面振速分布、声场声压和相关系数等方面,综合比较经典与真实超声换能器之间振动与声场的异同。结果表明,换能器间的辐射面振速分布差别明显,所研究的真实换能器的声场特征接近于活塞,而与高斯型差别较大。     

超声波料位仪的研制

超声料位仪上的换能器主要是夹心式和多波节复合弯曲换能器，本文介绍了一种采用压电陶瓷圆管径向振动模式的超声波料位仪，它的工作频率21kHz，最大量程25m，盲区≤0．85m，工作可靠性能稳定．     

多边形稀土换能器

本文对多边形稀土换能器作了理论分析并给出了实验结果。实验结果表明：多边形稀土换能器在低频段可辐射出较大的声功率，其中Ｃ－Ⅲ型换能器的谐振频率为７９０Ｈｚ，声源级可达１９１０ｄＢ。发射电声效率为２７．１％。     

稀土纵向式换能器

讨论了稀土纵向式换能器的设计方法和关键技术，给出了利用国产棒型稀土材料制作的换能器件品的实验结果。实验结果表明：换能器在高度不超过１５０ｍｍ情况下，机械谐振频率低于２５ｋｈｚ，声源级超过１８０．０ｄＢ。     

稀土IV型弯张换能器研究

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。     

超声换能器特性评价

序言 在测试超声换能器特性时,如下三点是重要的:①熟悉换能器的工作状态,以便选择最适合各种测试的换能器,②确保换能器发挥出预期的性能,③应很好掌握换能器给超声信号带来的影响。 本文发表的是马萨诸塞州陆军材料技术研究室开发的测试换能器特性的技术及装置。这一测试是由超声波束的图像化,电阻抗测定,插入损耗测定和脉冲及频率响应测定四部分组成。并且列出了频率为5MHz,直径为0.5英寸的二种换能器的特性测试结果。其中一个是聚焦型的,另一个是非聚焦型的。 超声波束的图像化 超声的波束发散度,波束直径,波束传播范围,波束截面均匀性…