陜西定制數(shù)字聲波測(cè)井換能器廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-02-07 01:27:56
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壓電陶瓷是高技術(shù)的新型無(wú)機(jī)非金屬功能材料，隨著材料及工藝的不斷深入研究和改良，壓電陶瓷技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣。壓電材料作為機(jī)、電、聲、光、熱敏感材料，在傳感器、執(zhí)行器、換能器、無(wú)損檢測(cè)和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，壓電陶瓷的應(yīng)用必將越來(lái)越廣闊。基礎(chǔ)材料是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素。目前，耐高溫、耐高壓、高靈敏、低損耗壓電陶瓷材料是受到全球同行業(yè)者的公認(rèn)的研究發(fā)展方向，其中無(wú)鉛壓電陶瓷材料的研究雖不乏其人，但是尚未達(dá)到實(shí)用化的水平，短期內(nèi)無(wú)法替代現(xiàn)有的含鉛壓電陶瓷。
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壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體，并通過(guò)直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱，是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能，作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料，已經(jīng)在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著材料工藝的不斷研究和改良，以及電子、信息、航空航天等高科技領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，作為含高智能新型材料的壓電陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)是人們關(guān)注的熱門課題。
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壓電陶瓷按照組元分類：1. 單元系壓電陶瓷材料：鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷；2. 二元系壓電陶瓷材料：鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡(jiǎn)稱為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前受到廣泛應(yīng)用；3. 三元系壓電陶瓷材料，通常是在具有鈣鈦礦性結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學(xué)通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分，它們的共同特點(diǎn)是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個(gè)晶格的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應(yīng)用情況分類：用于電力轉(zhuǎn)換器的材料（超聲波應(yīng)用）；用于傳感器的材料（超聲波發(fā)射器和接收器）；用于啟動(dòng)器的材料（定位或注射系統(tǒng)）；用于特殊應(yīng)用的材料。
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超聲波測(cè)井換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部一般都包含一個(gè)電的儲(chǔ)能元件和一個(gè)機(jī)械振蕩體系。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時(shí)，從激勵(lì)電源送來(lái)的電振蕩信號(hào)將引起換能器中電儲(chǔ)能元件中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的改變，這種改變經(jīng)過(guò)某種效應(yīng)對(duì)換能器的機(jī)械振蕩體系發(fā)生一個(gè)推進(jìn)力，使其進(jìn)入振蕩狀態(tài)，從而推進(jìn)與換能器機(jī)械振蕩體系相觸摸的介質(zhì)發(fā)生振蕩，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過(guò)程正好與此相反，外來(lái)聲波作用在換能器的振蕩面上，從而使換能器的機(jī)械振蕩體系發(fā)生振蕩，憑借某種物理效應(yīng)，引起換能器儲(chǔ)能元件中的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生相應(yīng)的改變，從而引起換能器的電輸出端發(fā)生一個(gè)相應(yīng)于聲信號(hào)的電壓和電流。
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聲波幅度測(cè)井的依據(jù)是聲脈沖頻，它常用在固井檢測(cè)以及檢查套管膠結(jié)的情況。進(jìn)行聲波的信號(hào)幅度檢測(cè)，我們一般將聲脈沖頻調(diào)整到20Hz。聲波幅度的體現(xiàn)，往往以聲波能量為依據(jù)，當(dāng)聲波在巖層中傳播時(shí)，能量會(huì)隨著傳播的延續(xù)以及聲波必須經(jīng)受的內(nèi)摩擦而不斷遞減。的用途決定了我們?cè)谶M(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般是在套管中進(jìn)行，聲波必須通過(guò)套管來(lái)進(jìn)行傳播，而套管的材質(zhì)、套管的厚度以及套管外的介質(zhì)包括水或者泥漿等，都會(huì)影響聲波的傳播，所以采用此種方法檢測(cè)，必須重視套管的聲波傳播特性。因?yàn)椴ǖ哪芰颗c振幅的平方成正比，聲波幅度測(cè)井就是要觀測(cè)與聲波能量傳遞巖層時(shí)聲能損失的程度。
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壓電圓環(huán)換能器是水聲換能器中較常見(jiàn)的換能器之一，可用于發(fā)射和接收聲波，由于其核心結(jié)構(gòu)壓電陶瓷圓環(huán)。具有圓周對(duì)稱結(jié)構(gòu)。因此具有水平無(wú)指向性的優(yōu)點(diǎn)，常用于做標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射換能器或水聽(tīng)器。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、制作工藝成熟、有效機(jī)電耦合系數(shù)近于材料本身等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。壓電圓環(huán)換能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能穩(wěn)定、水平無(wú)指向性、可深水工作、具有較高的接收靈敏度等諸多優(yōu)異性能，因此在水聲通信領(lǐng)域、水聲探測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如應(yīng)用在艦艇的大型被動(dòng)聲吶基陣中，主動(dòng)拖曳聲吶、各種通信節(jié)點(diǎn)、水下聲信標(biāo)、深海應(yīng)答器、釋放器等。