寧波定制超聲波傳感器規(guī)格
發(fā)布時間：2023-08-03 01:21:24
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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轉(zhuǎn)換為機械運動或振動。在傳感器中，它們可將力、壓力和加速度轉(zhuǎn)換為電信號，在聲波和超聲波傳感器與啟動器中，它們可將電壓力轉(zhuǎn)換為振動或形變。我國對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，有不少材料已達到或接近國際水平。
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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強直流電場，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：壓電陶瓷的極化強度隨電場強度的增大而增大，在C點達到飽和；若逐漸減小電場強度，極化強度將沿另一條曲線減小，當(dāng)電場強度降為0時，極化強度保留在Pr點，即剩余極化強度。
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鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；鈮鎂酸鉛類，原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。電極是銀和低溫玻璃材料。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時，便會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機械變形。另一方面，當(dāng)振動壓電陶瓷時，則會產(chǎn)生一個電荷。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構(gòu)成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，便會因彎曲振動發(fā)射出超聲波。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，便會產(chǎn)生一個電信號。基于以上作用，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。
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壓電陶瓷可以將機械能轉(zhuǎn)化成電能（正壓電效應(yīng)），如壓電陶瓷打火機；還可以將電能轉(zhuǎn)化成機械能（逆壓電效應(yīng)），如口罩機上使用的超聲波換能器壓電陶瓷環(huán)。為機械能與電能相互轉(zhuǎn)換的法器，壓電陶瓷具備神奇的結(jié)構(gòu)屬性：自發(fā)極化。普通的介質(zhì)陶瓷，只有在外電場作用下才能極化。而壓電陶瓷無需借助外電場，僅僅依靠本身的鐵電體結(jié)構(gòu)，就能自發(fā)極化。不過，的自發(fā)極化與溫度有關(guān)：在居里溫度Tc以上，晶體處于順電態(tài)，不能自發(fā)極化；在居里溫度Tc以下，晶體處于鐵電態(tài)，能夠自發(fā)極化。
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超聲波測井換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部一般都包含一個電的儲能元件和一個機械振蕩體系。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時，從激勵電源送來的電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的改變，這種改變經(jīng)過某種效應(yīng)對換能器的機械振蕩體系發(fā)生一個推進力，使其進入振蕩狀態(tài)，從而推進與換能器機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。接收聲波的過程正好與此相反，外來聲波作用在換能器的振蕩面上，從而使換能器的機械振蕩體系發(fā)生振蕩，憑借某種物理效應(yīng)，引起換能器儲能元件中的電場或磁場發(fā)生相應(yīng)的改變，從而引起換能器的電輸出端發(fā)生一個相應(yīng)于聲信號的電壓和電流。
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換能器按組成的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;換能器按振動模式分為伸縮振動, 彎曲振動, 扭轉(zhuǎn)振動等;換能器按伸縮振動的 方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;按壓電轉(zhuǎn)換方式 分為發(fā)射型 ( 電-聲轉(zhuǎn)換) , 接收型 ( 聲-電轉(zhuǎn)換) , 發(fā)射/接收復(fù)合型等。換能器按工作環(huán)境分為液體, 固體, 氣體, 生物體等。一般來說，就是一個電聲轉(zhuǎn)換器件，不帶電路的。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個設(shè)備的性能。換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類。