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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. 相似文献
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夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计 总被引:9,自引:0,他引:9
对夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计进行了探讨,分析了一种压电陶瓷中间带有厚电极的夹心式换能器的频率特性及其机电转换性能,得出了金属厚电极的几何尺寸对换能器振动性能的影响,探讨了换能器中压电陶瓷片的位置和几何尺寸对换能器的共振频率、反共振频率和有效机电耦合系效的影响,并得出了一些有利于夹心式换能器优化设计的结论。 相似文献
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压电陶瓷薄圆片振子的厚度剪切振动 总被引:1,自引:1,他引:0
本文研究了切向极化压电陶瓷薄圆片的厚度剪切振动,即扭转振动。利用压电方程及运动方程,推出了振子的机电等效电路,得出了振子扭转振动的输入电阻抗,并推出了其共振及反共振频率方程。由于振子的扭转振动与其截面形状有关,因此,本文提出了振子的截面扭转系数的概念,并给出了实心及空心圆盘的截面扭转系数。本文理论对于扭转振动换能器设计理论的研究,以及压电陶瓷振子振动模式的系列研究具有一定的指导意义。 相似文献
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由于低频声信号具有在水中传播衰减小的特点,因此其被普遍应用于海洋探测及水下通信领域。与此相伴低频水听器亦具有很高的应用价值。结构力学的研究为换低频能器设计不断开创出新思路。例如,双叠片(1),月牙型(2)及压电弹簧等这些新型换能器的共同特点是利用换能器结构共振取代体波在一定边界条件下的共振模式从而获得较低的共振频率。圆壳型“W”膜水听器,它具有几何尺寸小,共振频率低的优点。仿真结果表明,在几何尺寸小于6厘米的条件下,它的谐振频率可低于750Hz。 相似文献
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研究了金属端帽尺寸对压电复合换能器Cymbal位移的影响。Cymbal由在厚度方向极化的压电陶瓷片夹在两个薄的黄铜端帽之间,每个端帽的内表面都有一个圆台形空穴。在施加交换 流电场下,陶瓷径向收缩,端帽弹性运动,在法向于端帽的方向产生一个放大的位移。Cymbal换能器比相同尺寸的陶瓷元件的位移要出近40倍。 相似文献
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夹心式压电超声复频换能器的研究 总被引:2,自引:1,他引:2
对具有多个共振频率的纵向振动夹心式压电超声换能器进行了研究,该换能器由多组压电陶瓷片及金属棒组成。在一维纵向振动理论及等效电路的基础上,推出了夹心复频超声换能器的共振频率方程,设计并制作了一些复频换能器,并对换能器的共振频率、有效机耦系数和等效电阻抗等参数进行了测试。 相似文献
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弯曲振动压电陶瓷换能器 总被引:7,自引:4,他引:7
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。 相似文献
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电力支柱瓷绝缘子超声波检测对预防和检测绝缘子裂纹和断裂起到重要作用,换能器是超声波检测的基础元件,而换能器的核心部件是压电陶瓷晶片,其性能直接影响到检测结果。该文研究针对有限元法和传统解析法在压电陶瓷晶片特性分析中的不足,采用ANSYS有限元分析软件对压电陶瓷锆钛酸铝(PZT)晶片进行特性分析,基于ANSYS的电-结构耦合场模型,对超声波换能器的矩形压电晶片进行静态、模态、谐响应和瞬态分析。通过模态分析和谐响应分析可得到晶片的一阶纵向振动和二阶弯曲振动的固有频率、振型及频率位移响应及影响因素等信息,研究结果对提高超声辐射功率及超声换能器的性能有一定的理论指导和工程应用价值。 相似文献
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夹心式纵弯复合模式压电陶瓷超声换能器的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
对夹心式纵弯复合压电陶瓷超声换能器进行了理论及实验研究,该换能器由金属细棒及纵向极化的压电陶瓷圆环组成。得出了换能器中纵向振动和弯曲振动的共振频率方程。通过修正金属细棒的长度和横截面积,实现了换能器中纵向振动与弯曲振动的同频共振。实验结果表明,换能器的测试频率与计算频率基本符合,而且换能器的纵向频率和弯曲振动频率也吻合。 相似文献
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N. I. Polzikova A. O. Raevskii A. S. Goremykina 《Journal of Communications Technology and Electronics》2013,58(1):87-94
Multifrequency composite acoustic resonators for bulk acoustic waves with piezoelectric and ferromagnetic layers are studied. The structures with a thick ferrite substrate layer and a thin ferrite film on a nonmagnetic dielectric substrate and multilayer structures are considered. A thin piezoelectric layer that is placed between two metal electrodes serves as a transducer. Analytical expressions for the input electric impedance of the electroacoustic transducer are derived for various structures under study in the presence of the transverse control magnetic field. The amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the cavity are numerically calculated. The resonance frequency can be controlled in the interval ±1.2 MHz (about 25% of the intermode distance) due to variations in the magnetic field. 相似文献