浙江定制壓電陶瓷換能器規(guī)格
發(fā)布時(shí)間：2023-02-01 01:28:06
浙江定制壓電陶瓷換能器規(guī)格
由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點(diǎn)，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號(hào)通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對(duì)信號(hào)的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號(hào)。再通過聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序，超聲測(cè)量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時(shí)鐘和報(bào)警程序。
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1、壓電陶瓷芯片的電容計(jì)算與陶瓷介質(zhì)電容器的電容計(jì)算是否相同？板的電容計(jì)算與陶瓷介電電容器的電容計(jì)算相同.平板電容器的計(jì)算公式為:c=εxs/D.其中，c是指電容，單位是f，ε是指介質(zhì)的介電系數(shù)，單位是f/m，s是指電極面積，單位是m2。d是指介質(zhì)的厚度，單位為米。和電容器的共同點(diǎn)是它們?cè)诓牧虾徒Y(jié)構(gòu)上相似。然而，不同之處主要在于:壓電陶瓷板在通電過程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形，而電容雖然也有這種變形，但很小，主要取決于電場(chǎng)的吸引力來完成工作。
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水聲換能器的容性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生很大的無功功率，因此需要設(shè)計(jì)匹配電路，匹配包括調(diào)諧和阻抗匹配。是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進(jìn)行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會(huì)分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時(shí)，的兩個(gè)端面上就會(huì)產(chǎn)生與加壓力時(shí)相反的電荷。聲納發(fā)射超聲波時(shí)就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個(gè)端面上。于是晶體的厚度就會(huì)隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動(dòng)。晶體震動(dòng)推動(dòng)周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。
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聲波換能器的種類可分為壓電換能器、夾心換能器、柱型換能器、倒喇叭型換能器等等。用于將機(jī)械參數(shù)（如壓力和加速度）轉(zhuǎn)換為電參數(shù)，或者反過來將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)。在傳感器中，它們可將力、壓力和加速度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在聲波和超聲波傳感器與啟動(dòng)器中，它們可將電壓力轉(zhuǎn)換為振動(dòng)或形變。我國(guó)對(duì)壓電陶瓷的研究始于五十年代末期，比國(guó)外晚10年左右，目前在壓電陶瓷的試制、工業(yè)生產(chǎn)等方面都已有相當(dāng)雄厚力量，有不少材料已達(dá)到或接近國(guó)際水平。
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聲波幅度測(cè)井也稱裸眼聲幅測(cè)井，是在未下套管的井內(nèi)利用聲波儀器進(jìn)行測(cè)量，與聲速測(cè)井不同，它不是記錄聲波由發(fā)射器經(jīng)地層到達(dá)接收晶體的傳播時(shí)間。聲幅測(cè)井具有測(cè)量簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，多數(shù)情況下有一定效果等優(yōu)點(diǎn)。這種測(cè)井方法的缺點(diǎn)是：1、沒有可以用來判斷儀器居中程度的測(cè)量信息；2、沒有反映水泥環(huán)與地層之間（第二界面）膠結(jié)狀況的測(cè)井信息；3、聲波幅度是環(huán)向360°水泥膠結(jié)狀況的平均物理響應(yīng)，不能探測(cè)水泥溝槽；4、測(cè)井響應(yīng)受快速地層（地層聲波時(shí)差小于57μs/ft）、水泥環(huán)厚度、套管尺寸、微間隙和儀器偏心等因素的影響，而根據(jù)這種測(cè)井儀器采集的資料無法識(shí)別這些影響因素。
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壓電陶瓷換能器是一種具有壓電特性的電子陶瓷材料，與不含鐵電成分的典型壓電石英晶體的主要區(qū)別在于，構(gòu)成其主要成分的晶相都是鐵電晶粒。 因?yàn)樘沾墒蔷哂须S機(jī)取向晶粒的多晶聚集體，所以每個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是迷失方向的。 為了使陶瓷表現(xiàn)出宏觀壓電特性，壓電陶瓷必須在燒制后在強(qiáng)直流電場(chǎng)中極化，端面經(jīng)受多個(gè)電極，從而原始無序取向的極化矢量?jī)?yōu)先取向于電場(chǎng)方向，電場(chǎng)除去后，極化處理后的壓電陶瓷將保持一定的宏觀殘余極化強(qiáng)度，從而使陶瓷具有一定的壓力。