承德供應(yīng)超聲波傳感器廠家
發(fā)布時(shí)間：2023-06-20 01:22:24
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聲波測(cè)井換能器是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。測(cè)井工程中，測(cè)井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下，井下的溫度100-230度左右，大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復(fù)雜氣體，而傳統(tǒng)的聲波測(cè)井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面，如YTG系列的8條12條切向極化聲波測(cè)井換能器，是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成，換能器的陶瓷體硬度高約1000HV，銀電極的硬度低約70HV，他們的硬度差距懸殊，兩者之間的膨脹系數(shù)不同，銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動(dòng)狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復(fù)雜環(huán)境的影響下，銀層會(huì)嚴(yán)重脫落，造成測(cè)井結(jié)果不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響測(cè)井工程質(zhì)量。
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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，主要取決于電場的吸引力來完成工作。
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超聲波換能器又稱超聲波振子是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波)的器件，主要是利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換，故稱為超聲波換能器(壓電換能器)。超聲波換能器由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預(yù)應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成。超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器。它的性能描述和評(píng)價(jià)需要許多參數(shù)。超聲傳感器的特性參數(shù)包括諧振頻率、頻帶寬度、機(jī)電耦合系數(shù)、電聲效率、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、方向性、傳輸和接收靈敏度等。UCER要求輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高，而接收傳感器要求頻帶寬、靈敏度高、分辨率高。因此，在超聲波傳感器的具體設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)具體應(yīng)用合理設(shè)計(jì)傳感器的相關(guān)參數(shù)。
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產(chǎn)生自發(fā)極化的條件是：離子位移后固定在新位置上的力大于位移后的恢復(fù)力。雖然具備自發(fā)極化的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，但作為多晶體，內(nèi)部電疇的排列方向雜亂無章，極化效應(yīng)相互抵消，導(dǎo)致宏觀不呈現(xiàn)壓電效應(yīng)。極化是壓電陶瓷的“激活”方式。所謂極化，就是在壓電陶瓷上施加一個(gè)強(qiáng)直流電場，使陶瓷內(nèi)的電疇沿電場方向取向排列；在電場去除后，陶瓷內(nèi)仍能保留相當(dāng)?shù)氖Ｓ鄻O化強(qiáng)度，也就具備了壓電性能。極化狀態(tài)可以用電滯回線來描述：壓電陶瓷的極化強(qiáng)度隨電場強(qiáng)度的增大而增大，在C點(diǎn)達(dá)到飽和；若逐漸減小電場強(qiáng)度，極化強(qiáng)度將沿另一條曲線減小，當(dāng)電場強(qiáng)度降為0時(shí)，極化強(qiáng)度保留在Pr點(diǎn)，即剩余極化強(qiáng)度。
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壓電陶瓷材料的性能取決于溫度，溫度的變化將極大地改變壓電陶瓷的性能。例如，靜電容量和損耗因子會(huì)隨著溫度的升高而增加，而過高的溫度會(huì)降低性能和使用壽命。因此，溫度是影響壓電陶瓷性能的一個(gè)非常重要的因素，建議大家在使用壓電陶瓷的過程中考慮溫度的影響。溫度的升高會(huì)導(dǎo)致壓電陶瓷的介電常數(shù)發(fā)生明顯的變化，即壓電陶瓷的靜電容量會(huì)發(fā)生變化，并且壓電陶瓷的靜電容量會(huì)從室溫到80℃增加約40 %。壓電陶瓷的應(yīng)用溫度范圍取決于壓電陶瓷材料的居里溫度，我們通常使用的堆疊型壓電陶瓷PST150系列居里溫度為155℃ 推薦的使用溫度為- 25～80℃ 對(duì)于高壓壓電陶瓷hs/ht材料，居里溫度為340℃，推薦的使用溫度約為175℃。低壓和高溫壓電陶瓷能耐受的溫度是200℃。
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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。我國對(duì)壓電陶瓷的研究始于五十年代末期，比國外晚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)到或接近國際水平。